Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ НА АТМОСФЕРУ И ГИДРОСФЕРУ

Влияние солнечной активности на атмосферу должно прежде всего проявиться в изменений ее циркуляции. Если поместить воздух в каком-либо ограниченном объеме (сколь угодно больших размеров), то он как единое целое будет оставаться неподвижным в том случае, если во всех местах этого объема будут сохраняться одинаковыми температура и давление воздуха. В таких условиях нет причин для перемещений отдельных масс воздуха из одного места в другое. (Конечно, отдельные молекулы и атомы воздуха находятся в непрерывном движении.) Если же в одном месте воздух будет нагрет больше, чем в другом, то его давление также изменится соответствующим образом: где больше температура газа, там больше и его давление. Давление — это сила. Она толкает массы воздуха в те места, где давление меньше. В результате происходит такое движение газа, которое стремится выровнять образовавшийся дисбаланс. Движение воздуха в атмосфере происходит по этой же причине. Экваториальная часть атмосферы сильно нагрета солнечным излучением. Приполюсные области нагреты значительно меньше. Поэтому между полюсами и экватором развивается циркуляция воздуха, которая стремится выровнять распределение температуры атмосферы в глобальном масштабе. Но это движение более сложное, чем в любом замкнутом объеме, поскольку воздух при своем движении от экватора к полюсам меняет свои качества. Так, приземный воздух в экваториальном поясе не только теплый (горячий), но и очень влажный. Будучи горячим, он поднимается вверх и далее движется в направлении полюсов. Но, поднявшись вверх в экваториальном поясе, он теряет свою влагу (сбрасывает ее в виде осадков). Превратившись в сухой воздух, он движется в направлении полюсов. Но до полюсов он не доходит. Пройдя примерно треть своего пути, он опускается и создает здесь зону повышенного атмосферного давления. Естественно, что такая зона имеется в каждом полушарии. От зоны повышенного давления воздух должен устремляться в места, где давление меньше, то есть к экватору и полюсу. Поэтому воздух от зон на широтах +30° движется к экватору и к полюсу. Кстати, в этих зонах сухого горячего воздуха, где атмосферное давление повышено, находятся практически почти все большие пустыни мира. Воздух, движущийся обратно к экватору, есть не что иное, как ветры-пассаты. За счет того, что Земля вращается вокруг своей оси, на движущиеся массы воздуха действует сила Кориолиса. Она заставляет движущийся к экватору воздух смещать направление своего движения к западу, а ветры, направленные к полюсу, смещают свое направление к востоку, то есть становятся юго-западными. Это в северном полушарии. В южном полушарии направления ветров симметричны относительно направлений в северном полушарии. Когда воздух движется на северо-запад, то можно считать, что он движется одновременно вдоль меридиана (на север) и вдоль параллели или вдоль зоны (на запад). Поэтому говорят о меридиональных (север-юг) и зональных (восток-запад) ветрах. Характер циркуляции принципиально отличен в тех случаях, когда преобладают меридиональные или зональные ветры. Ясно, что при движении воздуха на запад, то есть при зональных ветрах, не происходит эффективного обмена теплом между экватором и полюсами. Если же преобладает меридиональная циркуляция, то есть воздух направлен от экватора к полюсами, то такой обмен эффективен.

Вокруг каждого полюса имеется область тяжелого холодного воздуха. Форма и размеры этой области зависят и от подстилающей поверхности (океан или суша). Этот холодный воздух постоянно атакуется теплым сухим воздухом, который идет из юго-запада. Между ними образуется граница, которая как будто гофрирована. Образуется своего рода «юбка», которая быстро вращается вокруг полюсов. Дело в том, что ветер зависит от подстилающей поверхности и от формы суши. Цепи гор мешают движению воздуха. Поэтому он подходит к приполярной холодной области не одинаково со всех направлений, а струями, волнами. Поэтому и образуется волнами «гофре» холодной полярной «юбки». Эти волны тем интенсивнее, чем больше сила, которая их гонит, то есть чем больше перепад температуры между экватором и полюсами.

Приполюсные вихри холодного воздуха оказывают большое влияние на атмосферную циркуляцию, то есть на формирование погоды в разных местах. Формирование погоды в данном месте связано с прохождением там областей повышенного или пониженного давления.

Воздух движется не только в приземном слое, но и на высотах всей тропосферы. Образуются ячейки, в которых вверху воздух движется в направлении, которое противоположно тому, куда движется воздух внизу, у земли. Но и в горизонтальной плоскости движение воздуха является вихревым. Движущийся воздух представляет собой большие вихри, размеры которых примерно 1000 км. В одних из вихрей, которые называются циклонами, воздух закручивается в том же направлении, в каком вращается Земля. Циклоны — это области пониженного атмосферного давления. Они несут с собой ветреную, ненастную погоду, которая холодная летом и теплая зимой. Воздушные вихри с противоположным направлением вращения воздушной массы являются областями повышенного атмосферного давления и называются антициклонами. С ними связана сухая ясная погода. Антициклон приносит зимой холод, а летом — тепло.

В зависимости от общей циркуляции атмосферы путь циклонов будет различным. Под действием космических факторов может изменяться общая циркуляция атмосферы, а значит и путь прохождения циклонов, то есть погода и климат.

Таким образом, атмосферная циркуляция определяется неравномерным нагревом атмосферы, вращения Земли, подстилающей поверхностью и наличием гор, циклонической деятельностью. В дальнейшем мы убедимся в том, что солнечная активность и другие космические факторы оказывают существенное влияние на атмосферную циркуляцию.

Процессы в гидросфере непосредственно связаны с атмосферными процессами (количеством осадков и т. д.). При поиске причин, которые вызывают циклические изменения в атмосфере и гидросфере, надо иметь в виду не только циклические изменения солнечной активности, но и изменение приливообразующих сил с периодом в 17–19 лет, а также циклические изменения радиуса перемещения оси вращения Земли с периодом 6–7 лет.

Было проведено исследование годового стока рек в Средней Азии и Сибири в зависимости от солнечной активности. Даже простое сопоставление тех и других данных показало, что между ними имеется хорошая согласованность.

Была сопоставлена интенсивность меридиональной и зональной циркуляции атмосферы с солнечной активностью за продолжительный период времени. Оказалось, что колебания зональной составляющей атмосферной циркуляции, то есть колебания ветров в направлении запад — восток увеличивается каждый раз (без исключения) при усилении солнечной активности. Данные были взяты по различным долготным секторам (Сибирский сектор. Тихоокеанский сектор, Американский сектор, Атлантический сектор) и суммарные показатели по всему северному полушарию. Оказалось, что практически во всех долготных секторах происходят однотипные (однофазные) изменения атмосферной циркуляции, то есть они носят глобальный характер.

Колебания меридиональной циркуляции связаны с солнечной активностью менее четко, чем зональной. В одних случаях во время высокой солнечной активности наблюдаются и наибольшие колебания меридиональной атмосферной циркуляции. В других случаях они приходятся на время минимальной солнечной активности. Но это не говорит о каком-либо произволе. Такие переходы от одной зависимости к другой (фазовые переходы) происходят тогда, когда происходит перелом тенденции затухания показателей атмосферной циркуляции на тенденцию роста (а также наоборот). Мы встречаемся с переломами хода земных процессов. Они происходят чаще всего при неожиданных, неплановых, отличных от нормы, изменениях солнечной активности.

Воздушные массы, приходящие с запада (с Северной Атлантики и Средиземного моря через Европу), приносят в район Сибири осадки, в результате которых водоносность рек увеличивается. Если приток этих воздушных масс по каким-то причинам уменьшится, то понизится и водоносность рек этого региона. Помешать этому притоку западных воздушных масс могут движения холодного арктического воздуха, то есть усиление меридиональной циркуляции (по направлению от полюса к средним широтам). В определенные эпохи зональная циркуляция (западные ветры) очень хорошо развиты, а в другие — они подавлены. Так, до 1928 г. зональная западная циркуляция Сибирского сектора была подавлена. После же 1928 г. она развивалась очень выраженно. Поэтому в этот период прослеживается очень четкая связь между этой циркуляцией и стоком рек этого региона. До 1928 г. такой четкой связи не наблюдалось. Поскольку холодные воздушные массы из Арктики блокируют западную циркуляцию, то тем самым они приводят к уменьшению водоносности рек этого региона. До 1933 г. повторяемость меридиональной циркуляции была в пределах нормы. За этот период и прослеживается четкая связь между ее усилением и уменьшением водоносности рек Сибири. После того как меридиональная циркуляция ослабла (начиная с 1934 г.), она больше не смогла препятствовать поступлению в регион влажного теплового воздуха с запада. Поэтому она перестала оказывать влияние на водоносность рек Сибири.

Следует иметь в виду, что не всегда арктический холодный воздух перекрывает путь влажному теплому западному ветру, который несет в себе осадки. При их соприкосновении возможна и такая ситуация, когда от воздействия холодных масс арктического воздуха быстрее и интенсивнее выпадают осадки из теплого западного воздуха. О таком исходе свидетельствуют данные о водоносности рек в Восточной Сибири. Такая ситуация может реализоваться в теплый сезон года, но не зимой.

Эти факты еще раз говорят за то, что нельзя искать только непременно прямые связи между солнечной активностью и земными процессами, в частности, водоносностью рек. Если такой прямой связи нет, то это не значит, что солнечная активность не влияет на сток рек. Поскольку водоносность рек зависит от солнечной активности посредством атмосферной циркуляции, то возможны различные варианты этой связи в зависимости от того, какая составляющая атмосферной циркуляции преобладает: зональная или меридиональная. Когда преобладает зональная составляющая атмосферной циркуляции, то именно она определяет водоносность рек Сибири. В эпохи, когда она подавлена, преобладает меридиональная циркуляция атмосферы, водоносность рек зависит от нее: в одних случаях ее усиление понижает водоносность, перекрывая полностью дорогу теплому влажному западному ветру, а во втором случае (летом) способствует образованию осадков из западных воздушных масс.

Если мы рассматриваем другой регион Земли, то все может выглядеть по-иному. Важно, какие воздушные массы сюда попадают, какие из них приносят осадки, а какие из них не только не приносят их, но и препятствуют образованию осадков и т. д. Поэтому и получается, что в разных регионах Земли зависимость хода природных процессов от солнечной активности различная. Но это различие отнюдь не означает какого-либо противоречия, оно тем более не означает отсутствия зависимости данного процесса от солнечной активности.

Это можно проиллюстрировать ситуацией со стоком рек в другом, ближнем к Сибири регионе — Средней Азии. Здесь зависимость водостока рек от атмосферной циркуляции иная. Поскольку регион Средней Азии находится дальше от Арктики, чем Сибирь, влияние холодных арктических масс воздуха на количество осадков, а значит и на водоносность рек меньше, чем в Сибири. Практически в Средней Азии количество осадков (и водоносность рек) зависят всецело от тональной циркуляции, то есть от теплых влажных масс воздуха, приходящих с запада.

Таким образом, солнечная активность оказывает влияние на водоносность рек путем изменения количества осадков, которое, в свою очередь, определяется характером атмосферной циркуляции. Последнее звено связи мы выяснили. Так как же обстоит дело с зависимостью между конечными звеньями этой цепи, то есть между солнечной активностью и водоносностью рек? Ясно, что для разных регионов эта зависимость будет различной. В одних увеличение солнечной активности приведет к уменьшению водостока рек. Это справедливо для Средней Азии. В этом случае говорят, что эти величины изменяются в противофазе (сдвиг фаз на 180°), то есть максимум солнечной активности совпадает с минимумом водоносности рек. Такая же зависимость (в противофазе) между солнечной активностью и водостоком рек имеет место и для Зауралья, и Восточной Сибири (река Лена). Более сложная зависимость имеет место на юге Восточной Сибири (р. Ангара, верхний Енисей, о. Байкал), а также в Западной Сибири. Здесь в разные эпохи развития атмосферной циркуляции зависимость разная. Так, в те эпохи, когда преобладает движение теплых воздушных масс с запада (то есть 1928 г.), водоносность рек в Западной Сибири и на Дальнем Востоке изменялась синфазно с изменением солнечной активности, то есть максимуму одной величины соответствовал максимум другой, а в бассейнах озера Байкал и р. Енисей сдвиг по фазе составил 90°.

К настоящему времени выполнены только первые исследования связи процессов в гидросфере с солнечной активностью. Они подтвердили эту связь. В дальнейшем предстоит исследовать эти связи в полном объеме. Конечно, это относится не только к процессам в атмосфере, но и к другим природным процессам на Земле. Зачем это надо? Зная причину изменения этих процессов, можно будет уверенно прогнозировать их развитие на ближнее и отдаленное будущее. Значение таких достоверных прогнозов для жизни человека очевидно.

Объемные исследования связи атмосферной циркуляции с солнечной активностью были выполнены под руководством Э. Р. Мустеля. Использовались данные многих метеорологических станций. Главным параметром, определяющим характер атмосферной циркуляции, является давление. Именно перепады в давлении заставляют воздух двигаться туда, где давление меньше. Для исследований были выбраны конкретные периоды, когда Землю с ее магнитосферой окутал поток солнечных заряженных частиц. Магнитосфера Земли под давлением потока заряженных частиц возмущается, происходит магнитосферная буря. Одним из признаков бури в магнитосфере является магнитная буря, то есть возмущение магнитного поля Земли. Именно по степени возмущенности магнитного поля и отбирались периоды, за которые анализировалось изменение атмосферного давления. Поскольку во время магнитосферных бурь часть энергии заряженных частиц передается в атмосферу, то можно ожидать, что вызванные вносом этой энергии процессы изменят распределение атмосферного давления. Были отобраны 834 периода нахождения Земли в потоках солнечных заряженных частиц (которые имели место с 1890 по 1967 г.). Анализ проводился дифференцированно, то есть раздельно для разных сезонов и разных метеостанций.

Было показано, что спустя некоторое время после начала магнитной бури атмосферное давление действительно меняется: в одних регионах оно увеличивается, а в других — уменьшается. Правда, величина (амплитуда) колебания давления, которое можно уверенно связать с магнитной бурей, намного меньше того размаха изменения давления, которое сопровождается ураганами и штормами. Были выделены шесть районов, в каждом из которых наблюдались однотипные изменения атмосферного давления. Это — Восток СССР, Западная Сибирь, Европа, окрестности Карского моря, Северная Атлантика.

Анализ показал, что на Востоке СССР, в Северной Атлантике и на Канадском архипелаге после начала магнитной бури атмосферное давление уменьшается. В это же время в Европе, Западной Сибири и в окрестности Карского моря атмосферное давление увеличивается. Наиболее эффективно и быстро энергия солнечных заряженных частиц вносится в атмосферу в высоких широтах, в овале полярных сияний, на широтах вблизи 70°. Поэтому уже через двое суток в высокоширотных районах меняется атмосферное давление. Чем дальше в сторону экватора от овала полярных сияний, тем больше надо времени, чтобы энергия солнечных потоков заряженных частиц попала в атмосферу и вызвала там изменение атмосферного давления. Так, в Восточной части СССР атмосферное давление изменяется только спустя четверо суток. При этом с увеличением широты уменьшается амплитуда изменения атмосферного давления.

Эффективность воздействия солнечных заряженных частиц на магнитосферу зависит от направления межпланетного магнитного поля. Было показано, что направление межпланетного магнитного поля проявляется и в атмосферных процессах: при изменении знака магнитного поля существенно изменяется зональная циркуляция атмосферы.

Ветровой режим атмосферы на высотах 6—12 0 км также зависит от солнечной активности. Исследования проведены В. Ф. Логиновым по данным станций ракетного и аэрологического зондирования атмосферы в 1962–1970 гг. над Тихим океаном и Северной Америкой. Было показано, что при увеличении солнечной активности ослабляется циркуляция атмосферы в поясе с широтами меньше 40° с. ш. Ранее было установлено по данным о торможении искусственных спутников в атмосфере Земли, что с ростом солнечной активности увеличивается плотность атмосферного газа в верхней атмосфере (где летали спутники).

Развивающиеся в атмосфере процессы при воздействии внешних факторов, связанных с солнечной активностью, зависят от того, в каком состоянии в момент воздействия находится атмосферный газ. Поэтому зависимость атмосферной циркуляции от солнечной активности различна в разные сезоны года, на разных широтах и долготах. Это следует из всех выполненных исследований.

До сих пор рассматривая глобальную циркуляцию атмосферы, мы говорили только об одной зоне максимального нагрева атмосферы, которая находится в экваториальном поясе. Но ведь имеется и вторая зона, где нагрев атмосферного газа большой. Это та зона в высоких широтах, куда в атмосферу вторгаются заряженные частицы и в различных процессах передают свою энергию атмосферному газу. Эта зона и есть овал полярных сияний. Грубо она расположена между 65 и 75° с. ш. (в северном полушарии). Именно в этой зоне наблюдаются чаще всего антициклоны большой силы. В зоне полярных сияний происходят частые нарушения установившейся атмосферной циркуляции, то есть зональная атмосферная циркуляция часто меняется, возмущается. Вторжение заряженных частиц в зоне полярных сияний зависит прямым образом от солнечной активности. Поэтому естественно, что от солнечной активности зависит и характер зональной атмосферной циркуляции. Значит, в нем должны проявлять себя как 11-летний, так и вековой цикл изменения солнечной активности. Сопоставление данных (после определенной обработки) о зональной атмосферной циркуляции с уровнем солнечной активности за периоды максимальной солнечной активности уменьшается повторяемость зональных атмосферных процессов. Это и понятно, поскольку для повторяемости необходима стабильность, а при частом вторжении в атмосферу зоны полярных сияний о какой ее стабильности может идти речь? Стабильность больше при низкой (минимальной) солнечной активности. Поэтому в минимумах солнечной активности, когда нагрев атмосферы заряженными частицами в зонах полярных сияний минимален, увеличивается повторяемость зональных процессов, ветров, направленных в долготном направлении запад — восток. В зонах полярных сияний больше всего меняется атмосферное давление в продолжении 11-летнего цикла солнечной активности. Причина та же: атмосфера подвержена действию потоков солнечных заряженных частиц. Такая же зависимость зональной циркуляции атмосферы от уровня солнечной активности прослеживается и в течение векового цикла солнечной активности. Вековой цикл солнечной активности в начале нашего столетия имел минимум, то есть солнечная активность в максимумах 11-летних циклов была небольшой, минимальной.

Поэтому в начале нашего века повторяемость зональной циркуляции была высокая. В 30-е годы уровень солнечной активности в вековом цикле вырос. Резко упала в это время и повторяемость зональной циркуляции, поэтому стал меняться климат: началось потепление Арктики. Это произошло потому, что ветры стали преимущественно меридиональными, значит усилился обмен теплом между горячей экваториальной зоной и холодной приполярной областью. Свидетельств потепления Арктики после 1930 г. много. Так, побережье северных морей в начале нашего столетия было сплошь покрыто льдами. С начала нашего столетия началось потепление Арктики, связанное с усилением солнечной активности в вековом цикле. К 1930 г. льды стали отступать. Показателем изменения ситуации может служить тот факт, что в это время можно было обогнуть Новую Землю со стороны полюса на обычном судне, даже не подготовленном для плавания во льдах. В 1945 г. потепление Арктики достигло своего максимума. После этого средневековая температура воздуха начала падать. Началось очередное похолодание. Льды Арктики снова сползают все ниже и ниже. Из-за похолодания урожайность трав в Исландии уменьшилась на четверть и продолжает падать. Продолжительность вегетационного периода в результате похолодания существенно уменьшилась. Так, в Англии по сравнению с 1950 г. она упала на 2 недели и продолжает падать. По данным наблюдений со специальных метеоспутников было установлено, что в северном полушарии территория, покрытая снегом и льдом, увеличилась в 1971 г. на 12 %. Мало того, она продолжает увеличиваться. Круглый год в настоящее время покрыты снегом Баффинова Земля (в Канадской Арктике), которая раньше полностью освобождалась от снега в летнее время. Таким образом, происходит расширение холодной полярной шапки.

УРОВЕНЬ ВОДЫ В ОЗЕРАХ И СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ

К изменению количества осадков и температуры воздуха чувствительны и озера, особенно степные. Чем больше осадков, тем уровень воды в них, естественно, должен быть выше. С другой стороны, увеличение температуры воздуха приводит к ускорению испарения воды с поверхности озера. В результате уровень воды понижается. Таким образом действуют одновременно оба фактора. Ясно, что уровень воды в озере не сразу, не мгновенно изменяется с изменением количества осадков. Имеется определенное опаздывание. Наблюдения показывают, что проходит 2–4 года после времени самых активных осадков, прежде чем уровень воды в озере достигнет максимальной величины. В какой-то мере это понятно, так как озеро не является резервуаром с непроницаемыми стенками. Часть воды из него уходит в почву, а она насыщается не сразу.

Изменение солнечной активности вызывает изменение атмосферной циркуляции, в результате чего изменяется количество осадков. Изменение количества осадков и температуры воздуха приводит к тому, что имеют место колебания уровня воды в озерах относительно «нормы». Годы маловодья (очень низкого, низкого и среднего) сменяются годами многоводья (среднего, высокого, очень высокого). А. В. Шнитников исследовал изменение уровня степных озер между Уралом и р. Обь в течение более чем 200 последних лет. Оказалось, что за это время уровень воды в озерах непрерывно колебался, то озера были «с верхом» заполнены водой, то они полностью высыхали. В. В. Зверинский еще в прошлом веке писал: «Днища многих озер поросли травой и превратились в луга, на которых ставилось сено, а иные возделывались под посев хлеба и льна, с 1854 г. все высохшие озера стали наполняться водой и в 1859 г. сделались настоящими озерами». Всего таких циклов с конца XVII в. до середины нашего столетия имелось 7. Время от одного максимального многоводья до соседнего изменялось за указанные 250 лет так: 45, 39, 34, 39, 29, 19, 36 лет. Примерно в тех же пределах находились периоды, отсчитываемые между соседними наиболее низкими маловодьями (47, 40, 31, 47, 31, 20, 38 лет). Уровень воды в озерах менялся примерно по такой схеме. Вначале в течение 2–3 лет уровень воды повышался. Затем в течение времени от 2 до 6 лет уровень воды сохранялся примерно на постоянной высоте. После этого наступал неустойчивый максимум, то есть уровень воды достигал наибольшей высоты. Этот максимум длился 1–3 года. После этого непродолжительного максимума уровень воды в озерах начинал медленно, в течение 12–20 лет, понижаться. Самый низкий уровень озер сохраняется примерно в течение 6–8 лет. Но он является неустойчивым.

Уровень воды в озерах зависит и от подпитки в результате таяния снегов, то есть от того, сколько выпало снега зимой. Питать озера могут и ледники, поскольку они тают, а также снежники, то есть снежный покров, который не тает летом полностью. Снежники — это сугробы снега, находящиеся в складах местности и поэтому не тающие, или же целые скопления лавинного снега.

Если говорить о тех озерах, которые в минимуме этого периода не высыхают вообще, то есть о крупных озерах, то уровень воды в них может изменяться в пределах примерно 5 метров. У мелких озер эти изменения меньше (примерно 3 метра).

Циклические изменения в пределах векового цикла солнечной активности (их называют внутривековыми) происходят в самых различных природных процессах, а не только в наступлении засух, изменении водоносности рек и уровня воды в озерах. В частности, на изменение солнечной активности в пределах векового цикла реагирует ледовитость северных морей. В. В. Бетиным и Ю. В. Преображенским была исследована ледовитость Балтики и суровость зим в Европе за период с 1770 по 1950 г. Ставилась цель составить прогноз этих измерений на предстоящие тридцать лет, то есть до 1980 г. Предсказанное изменение ледовитости Балтики неплохо оправдалось: предсказанная на 1959–1960 гг. максимальная ледовитость Балтики действительно имела место, а после 1960 г., как и было предсказано, началось уменьшение ледовитости Балтийского моря. Исследования показали, что ледовитость Балтийского моря изменяется с разными периодами продолжительностью 22–20, 15–11, 6–5 лет и даже 3–2 года. Примерно так же изменяется и температура воздуха (использованы данные измерений температуры в Хельсинки).

ВЛИЯНИЕ КОСМОСА НА РАСТЕНИЯ

Самым наглядным проявлением влияния условий в космосе на жизнь растений на Земле является чередование толщины годичных колец деревьев. Таблица годичных колец деревьев зависит от количества осадков, или, другими словами, от характера атмосферной циркуляции. А атмосферная циркуляция зависит от условий в космосе (от солнечной активности) как в пределах 11-летнего цикла солнечной активности, так и в вековом и 1800-летнем цикле.

Профессор Ф. Н. Шведов считал, что характер чередования годичных колец деревьев является такой же достоверной летописью осадочной деятельности атмосферы, как и листки, которые снимают с метеорологических самопишущих аппаратов. Конечно, это не значит, что толщина годичного прироста деревьев зависит только от солнечной активности и является одинаковой в разных регионах Земли, в разных условиях. На росте деревьев сказывается и характер местности, где они растут, и вид самих деревьев. Но тем не менее практически всегда очередность в изменении толщины годичных колец четко связана с изменением солнечной активности. Наиболее полные данные об этой связи были получены астрономом А. Дугласом. Впоследствии они были существенно дополнены другими исследователями. А. Дуглас стремился выбирать долгоживущие деревья, что дало ему возможность проследить влияние солнечной активности на рост деревьев в течение веков и даже тысячелетий. Первое, на что обратил внимание А. Дуглас, было то обстоятельство, что на срезах секвойи, имеющих тысячи годичных колец (3200 лет), обычно чередуются годичные кольца быстрого роста (большой толщины) и годичные кольца медленного роста (тонких).

Но более детальный анализ показал, что жизненная активность растений (а значит и большая толщина годичных колец) проявляется не только один раз в 11 лет в максимуме солнечной активности, но и между максимумами, то есть при минимальной солнечной активности. Это наглядно видно из рис. 40, на котором доказан прирост деревьев (верхняя кривая) и солнечная активность (нижняя кривая), полученные А. Дугласом на основании анализа данных о приросте деревьев в лесах Англии, Норвегии, Швеции, Германии и Австрии. Видно, что максимумы в толщине годичных колец приходятся как на годы максимальной, так и на годы минимальной солнечной активности. Правда, в последнем случае прирост меньше, чем в первом. Как это понять? Что заставляет растения при минимальной солнечной активности развиваться активнее? В сущности, здесь парадокса нет. Просто мы определяем солнечную активность (как это ни странно) не совсем правильно. Уровень солнечной активности определяется величиной чисел Вольфа (относительных чисел солнечной активности). А числа Вольфа определяются числом солнечных пятен. Что же влияет на развитие растений? Конечно, не число солнечных пятен и не число их групп. На развитие растений оказывает влияние прежде всего характер атмосферной циркуляции, а конкретно — количество осадков и температура воздуха. Но характер атмосферной циркуляции зависит от той солнечной энергии, которая переносится от Солнца в верхнюю атмосферу Земли потоками заряженных частиц. Если бы мы определяли солнечную активность не числами Вольфа, а величиной этой энергии, то получили бы на приведенном графике лучшее соответствие кривых. Это произошло бы за счет того, что определенная таким образом (через энергию заряженных частиц) солнечная активность имела бы в продолжение 11 лет не один, а два максимума. Второй, меньший максимум, пришелся бы там, где числа Вольфа дают глубокий минимум. Если большой максимум достаточно хорошо описывается числами Вольфа, то второго максимума они не показывают. В это время (в годы минимальной солнечной активности) солнечная энергия переносится заряженными частицами, которые не связаны с солнечными пятнами. Поэтому и возможна ситуация, что солнечная энергия, переносимая заряженными частицами от Солнца к Земле, довольно велика, а солнечная активность низка, минимальна. Таким образом, два максимума в толщине годовых колец деревьев соответствуют двум максимумам истинной солнечной активности. Эта зависимость настолько стабильна, неизменна, что ее можно использовать «наоборот», то есть по характеру изменения толщины годичных колец деревьев определять величину солнечной активности.

А. Дуглас выполнил большой объем работ, которые были отнюдь нетривиальными. Будучи астрофизиком, он, в сущности, занялся, как казалось на первый взгляд, чисто биологической проблемой. Не было средств для перевозки древесных спилов с разных материков. На это уходила часть собственного заработка. Не хватало рабочих рук — помогала семья А. Дугласа. Тем не менее дело было сделано. И какое дело! Оно позволило не только показать, сколь тесно мы связаны с космосом (раз связана с ним жизнь растений, значит, связана с ним и наша жизнь, жизнь всей биосферы), но и дать в руки специалистов различных профилей новый мощный инструмент, позволяющий определять хронологию по спилам деревьев. В сущности, появилась новая наука — дендрохронология. Надо добавить, что создавал дендрохрогнологию А. Дуглас не только по спилам деревьев, но и с привлечением археологии. Те периоды, которые не перекрывались срезами деревьев, он восполнял деревьями (бревнами), которые были спилены ранее, но хорошо датировались. Так, он использовал бревна из развалин древнеиндейского поселения Хопи. Датирование бревен было проведено археологами на основании найденных здесь же осколков глиняной посуды. Любопытно указать, что за вторую половину XVII в. данные дендрохронологии А. Дугласа хорошо согласовались с солнечными данными только после того., как астроном из Гринвича Е. Маундер уточнил солнечные данные за этот период.

Ф. Н. Шведов озаглавил свою статью о возможных прогнозах засухи так: «Дерево как летопись засух». Исследования показали, что следует говорить не только о засухах, определяемых по срезам деревьев, но и о всем комплексе земных процессов, как в земной атмосфере и гидросфере, так и в биосфере.

На сегодняшний день данные по дендрохронологии, полученные А. Дугласом, существенно расширены. Но это отнюдь не умаляет огромной заслуги самого А. Дугласа. Он был пионером в этом трудном деле. Он первым не просто обратил внимание на связь между развитием растений и солнечной активностью, но и получил доказательства этой связи (рис. 40).

Большая дендрохронологическая летопись собрана в Аризонском университете США. Здесь среди тысячи живых деревьев имеется даже такое, возраст которого составляет 4600 лет. Кроме живых в летописи были использованы и мертвые (сухие) деревья. Вся летопись, или, другими словами, непрерывная дендрохронологическая таблица составила на 1967 год период протяженностью 7117 лет. Работы продолжались и после 1967 г., то есть таблица продолжает расти. Это значит, что начиная с 5150 г. до н. э. мы можем знать прирост деревьев за каждый из 7117 лет. Эта дендрохронологическая таблица имеет огромное значение не только для изучения солнечно-земных связей, но и для составления прогнозов земных процессов, которые зависят от солнечной активности, для прогнозов засух и влажных периодов. Обработка этих данных с помощью современных математических методов позволяет делать такие прогнозы.

Советские ученые также достигли немалых успехов в составлении хронологических таблиц по срезам деревьев. Конечно, в Европе и Азии нет мамонтовых деревьев, живущих в продолжение тысячелетий, как в Америке, тем не менее составлена таблица начиная с 884 г. н. э. Использовались не только деревья (в живом и мертвом виде), но и бревна археологических раскопок.

Исследование срезов деревьев позволило установить не только наличие 11-летнего цикла (с двумя максимумами). Наиболее устойчиво, четко выделяется 22-летний цикл. Он является главным и по физической сути единым в солнечной активности. С периодом в 22 года меняются циклически направления магнитных полей солнечных активных областей. Но из срезов деревьев было четко установлено и наличие «векового» цикла. Для секвойи он равен 84 годам. Но амплитуда (размах) колебаний вековых циклов меняется от одного цикла к соседнему. Эти изменения, колебания имеют период, равный примерно 600 годам. Так проявляется в развитии растений 600-летний цикл солнечной активности. Важно понять, что циклы более длинные составляются циклами более короткими, то есть одни завязаны с другими. Так, максимумы (гребни) 600-летнего цикла накладываются на вековые колебания. От их соотношения зависит результат такого наложения. Поэтому не надо думать, что в природе идут процессы по жесткому кругу с определенным периодом. Процессы в одном цикле (любой продолжительности!) не повторяют полностью процессов в предыдущих циклах той же длительности. Но сама цикличность процессов неизменна. Она проявляется не только в изменении толщины годичных колец деревьев, но и в атмосферной циркуляции, а значит, и в осадочных отложениях в озерах и уровне воды в реках, морях и озерах и т. д.

Очень не хотелось бы, чтобы у читателя сложилось представление, что достаточно знать солнечные циклы различной продолжительности, чтобы установить все, что происходило в околоземном пространстве и биосфере. Такое упрощенное понимание солнечно-земных связей всегда приносило только вред солнечно-земной физике и гелиобиологии. На самом деле пути воздействия космоса на биосферу, в частности на растения, значительно сложнее. О цикличности процессов в околоземном пространстве и возможности их прогнозирования Ф. Н. Шведов писал: «Как бы полны ни были наши познания относительно периодичности осадков в прошедшем, они должны иметь эмпирическое значение и не могут быть с уверенностью распространяемы на будущее до тех пор, пока не будет доказана неизменность той неизвестной причины, которою эта периодичность обусловливается».

Что касается причин, то их довольно много. Прежде всего, влияние космических условий на развитие растений можно разделить на две группы — прямое и опосредствованное. Прямым является такое влияние, при котором космический фактор (например, лучистая энергия Солнца) действует на клетки растения непосредственно. Так, растения переводят энергию солнечного волнового излучения непосредственно в химическую энергию органических веществ. Имеются и другие возможности прямого влияния космических факторов (например, электромагнитных волн) на растения и животные.

Кроме прямого воздействия, космические факторы могут оказывать (наказывают) опосредствованное влияние на растения, то есть они изменяют атмосферную циркуляцию, что приводит к изменению климата, а эти изменения, в свою очередь, влияют на развитие растений. Мы же видим только конечный результат — толщину годичного кольца данного дерева. А ведь изменение циркуляции атмосферы в регионах с разными местными природными условиями приведет к разным последствиям в изменении осадков, температуры. Поскольку условия развития деревьев (разных типов леса) очень сильно влияют на его прирост, то и результаты в виде толщины годичных колец будут различными. Так, было установлено, что высоко над уровнем моря ширина годичных колец деревьев зависит главным образом от температуры во время вегетационного периода, тогда как на более низких уровнях (в долинах) она зависит прежде всего от увлажненности. У среднеазиатского можжевельника — арчи в жаркие сезоны в долинах рост замедляется (годовые кольца тонкие), а в горах в такие сезоны возникают наибольшие годовые кольца, то есть растение развивается ускоренно. Надо иметь в виду, что развитие зависит и от типа данного леса. Однако несмотря на все это, во всех изменениях годичных колец различных деревьев выявляется определенная их зависимость от солнечной активности.

УРОЖАИ И СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ

Вопрос о связи урожаев сельскохозяйственных культур с солнечной активностью имеет длинную историю. Известно, что еще в III в. до н. э. Катон Старший, римский писатель, заметил, что цены на рожь зависели от солнечной активности (от «помрачения Солнца»). При высокой солнечной активности урожаи ржи были лучше и поэтому цены на рожь снижались. Во времена Галилея эту проблему обсуждал Батиста Балиани. Он высказал предположение о влиянии солнечных пятен на Землю. Казалось естественным, что потемневшие участки поверхности Солнца (пятна) излучают меньше солнечной энергии. Поэтому чем больше пятен, тем заметнее охлаждение Земли, которое оказывает влияние на растительный мир. Откуда было знать в то время, что пятна являются источником солнечной энергии, которая переносится к Земле невидимыми потоками заряженных частиц.

Английский астроном Вильям Гершель также интересовался, как количество пятен на Солнце может влиять на развитие растений. Что такое влияние имеется, он не сомневался. Это было в XVIII в., когда существование 11-летнего цикла солнечной активности еще не было установлено. Но было достоверно известно, что количество пятен на Солнце меняется от года к году. Чтобы внести ясность в данный вопрос, Гершель сопоставил собранные им данные о солнечных пятнах почти за двести лет с рыночными ценами на пшеницу. Связь оказалась в принципе очень простой и четкой — цены были тем меньше, чем выше была солнечная активность. При высокой солнечной активности климат становится более влажным, поэтому урожаи пшеницы лучше, а рыночные цены на нее ниже.

Впоследствии этим вопросом занимались многие исследователи. Было установлено, что развитие растений (а значит, и урожаи) тесно связано с уровнем солнечной активности. Конечно, это справедливо не только для ржи и пшеницы. Так, качество вина и урожаи винограда связаны определенным образом с уровнем солнечной активности. Более детальные исследования показали, что связь между солнечной активностью и ростом растений зависит и от местных особенностей климата, как это мы уже видели в случае деревьев и кустарника. Причем солнечная активность влияет на рост растений не только через изменение количества осадков и температуры, но и другим, более окольным путем, — через болезни сельскохозяйственных культур. Если солнечная активность усиливает вредоносность болезней растений, то их рост и урожайность будут от этого страдать. В разных регионах это влияние солнечной активности на вредоносность болезней растений (например, бурой ржавчины пшеницы) различно. Поэтому будет отличаться и конечный результат, то есть урожайность сельскохозяйственных культур в разных регионах. Но всегда неизменно она выявляет связь с солнечной активностью. Но в одних случаях эта связь положительная, а в других отрицательная. Это и затрудняло решение данного вопроса. Один из первых русских исследователей солнечно-земных связей М. А. Боголепов писал: «Явление периодичности — есть реальный факт, от которого нельзя отвернуться, но оно неуловимо по какой-то непонятной причине».

Нетрудно себе представить, что солнечная активность не может вызывать точно одинаковые изменения в атмосфере вокруг всей Земли. Например, атмосферное давление не может одновременно повыситься на всей Земле, поскольку нет такого поршня, который бы одновременно сжал атмосферу со всех сторон. За счет приходящей от Солнца энергии в одних местах атмосферы давление увеличивается. Но поскольку общая масса атмосферы остается неизменной, то в других местах атмосферное давление уменьшается. То есть на одно и то же солнечное явление отклик атмосферы в разных регионах различен. В районах пониженного атмосферного давления возникают циклоны, а там, где давление повышено, — антициклоны. Изменится температура воздуха и количество осадков. Циклоны несут с собой обильные осадки. Развитие растений зависит прежде всего от количества осадков и температуры. Конечно, оно зависит и от других внешних условий, например, от того, имеются ли в почве необходимые для развития растения питательные вещества. Если они имеются в достаточном ассортименте и количестве, то важна эффективность, с которой растение усваивает эти вещества. Здесь мы встречаемся с прямым (или почти с прямым) влиянием солнечной активности на растения. Дело в том, что под действием потоков заряженных частиц, выбрасываемых из Солнца во время солнечных бурь, магнитное поле Земли меняется, происходит магнитная буря. Изменение магнитного поля Земли, в котором находятся растения (и вся биосфера), влияет непосредственно на их клетки, а точнее на проницаемость клеточных мембран. Когда под действием колебания магнитного поля проницаемость клеточных мембран увеличивается, эффективность обменных процессов с внешней средой растет. Значит, растение в это время получает возможность более интенсивно впитывать нужные им питательные вещества. Процесс идет в обе стороны, то есть одновременно усиливаются корневые выделения. Действие магнитных бурь должно носить глобальный характер, поскольку буря охватывает всю Землю. Значит, под действием колебаний магнитного поля должны увеличиваться корневые выделения растений везде, независимо от того, где они растут. То, что это действительно так, было подтверждено измерениями корневых выделений проростков ячменя в разных местах (в Москве, Иркутске, Свердловске, Минске, Таллинне и Флоренции).

Измерения проводились синхронно в продолжение двух дней в октябре 1968 г. Изменение интенсивности корневых выделений оказалось очень похожим во всех указанных городах. Мы позднее будем более подробно рассматривать, как могут космические факторы оказывать прямое, непосредственное влияние на растения и животных. Здесь мы хотели только указать, что на развитие растений солнечная активность оказывает влияние не только через изменение климата, но и прямым путем.

Конечно, урожайность сельскохозяйственных растений зависит от многих факторов, и не только космических. Она определяется также социальными условиями. Все это надо иметь в виду и учитывать при анализе влияния солнечной активности. Необходимо соответствующим образом отбирать материал для анализа. В этом плане представляют интерес данные об урожайности сельскохозяйственных культур на опытной станции сельскохозяйственной академии им. Тимирязева. На рис. 41 показано изменение урожайности ржи и картофеля с 1912 по 1958 г. Годы с 1941 по 1945 не представлены, так как урожай не был учтен. Здесь же показано изменение солнечной активности. Даже внешний вид этих кривых говорит о том, что несомненно имеется отчетливая связь между урожайностью и солнечной активностью. Но это не значит, что наиболее высокие урожаи в точности соответствуют минимальной солнечной активности. По данным за длительные периоды (более столетия) было показано, что неурожайные годы группируются около минимумов солнечной активности (или опережают их или же запаздывают относительно них, но ненамного). Но и перед максимумами солнечной активности возможны неурожаи. Например, по данным о засухах в Германии показано, что за 124 года там имелось 23 засухи, половина из которых приходилась на узкие интервалы времени перед максимумами и минимумами чисел Вольфа. По данным об урожайности зерновых хлебов в России с 1801 по 1915 г. следует, что неурожайные годы чаще совпадают с минимумами солнечной активности. Наибольшие неурожаи приходились на 1810, 1823, 1833 и 1853 гг., которые в точности соответствовали минимумам солнечной активности.

Связь между урожайностью и солнечной активностью осуществляется прежде всего через атмосферную циркуляцию, от которой зависит число осадков и температура. Но, как мы уже видели, связь между солнечной активностью и атмосферной циркуляцией меняет свой характер (знак) примерно каждые 40 лет. В один сорокалетний период увеличение солнечной активности приводит к увеличению температуры воздуха, а в другие, соседние с этими, к уменьшению. Изменяется от периода к периоду и характер осадков. Поэтому естественно, что в разные 40-летние периоды и связь между урожайностью и солнечной активностью будет различной. Это необходимо учитывать как при анализе данных, так и при составлении прогнозов. Здесь очень важно учитывать региональные особенности, поскольку в разных регионах влияние атмосферной циркуляции по-разному влияет на количество осадков, температуру, гидрологический режим и т. д. Так, было показано, что на Европейской территории России большие неурожаи (связанные с сильными засухами) имели место в те годы, когда магнитная активность росла (восходящая ветвь кривой магнитной активности) или же при максимальной магнитной активности.

Анализ данных о засухах за это же время в Казахстане показал, что там сильные засухи имели место только в те периоды, когда солнечная (магнитная) активность уменьшалась, то есть на ветви спада магнитной (и солнечной) активности, а также при спокойном магнитном поле Земли, во время минимальной солнечной активности. Практически все 100 % засух в Казахстане за период 1888–1955 гг. приходятся на указанные выше периоды. При максимальной солнечной активности засух в Казахстане в указанный период не было, тогда как на минимумы солнечной активности их приходилось почти половина (43 %).

Эти результаты говорят о том, что появление засух, а значит и урожайность, зависит от особенностей данного региона. То же самое мы говорили относительно водоносности рек, которая также связана с количеством осадков и выявляет четкие региональные особенности.

По данным об урожаях в Оренбургской области за 100 лет (1864–1960 гг.) четко прослеживается циклическое изменение урожайности пшеницы. Но эти колебания не следуют в точности изменениям солнечной активности. В начале указанного периода максимальная урожайность приходилась на время минимальной солнечной активности. После этого произошел сдвиг по фазе: наибольшие урожаи пшеницы имели место при максимальной солнечной активности. Такая зависимость наблюдалась в продолжение 30 лет, после чего фазовые отношения изменились. Но цикличность урожаев пшеницы осталась четко выраженной.

Эти результаты очень поучительны. Они свидетельствуют о том, что зависимость урожайности от солнечной активности не следует понимать упрощенно и ждать, что раз увеличилась солнечная активность, то увеличится и урожайность. Чтобы действительно понять, а тем более предсказать связь урожайности с солнечной активностью, надо обязательно учесть все факторы, которые оказывают влияние на рост растений и в свою очередь зависят от солнечной активности. Надо учитывать влияние различных циклов солнечной активности, их сочетания. И само собой разумеется, надо проводить весь этот анализ с учетом местных, региональных особенностей. Эти особенности проявляются как в атмосферной циркуляции, так и в атмосферных процессах вообще.

Здесь следует еще указать на один фактор, оказывающий влияние на рост растений. Это деятельность микроорганизмов в почве. Их роль в жизни растений огромна, так как они задерживают азот в почве. Азот вносится в почву вместе с удобрениями. Здесь он превращается в молекулярную форму, после чего денитрифицирующие бактерии выводят его быстро из игры и в дальнейшем в развитии растений он не участвует. Было показано, что жизнь (в частности численность) микроорганизмов (аммонифицирующих бактерий) зависит от солнечной активности. Раньше считалось, что микроорганизмы прекращают свою работу с окончанием вегетационного периода. Но оказалось, что это не так. Микроорганизмы в почве способны успешно функционировать даже в сильно промерзшей почве. Причем эффективность их деятельности (размножения) зависит от солнечной активности. Образно говоря, солнечная активность сама удобряет почву. В зависимости от солнечной активности (не от температуры и влажности почвы!) изменяется численность различных микроорганизмов, таких как аммонифицирующие и нитрифицирующие бактерии, аэробные целлюлозоразлагающие бактерии и водоросли, которые используют в своей деятельности нитраты (а не только аммиак почвы).

Так, с ростом солнечной активности с начала 1966 г. численность нитрифицирующих бактерий увеличилась примерно в 10 раз и в последующие годы оставалась очень высокой. Одновременно (одномоментно!) изменилась численность и других указанных выше бактерий. Роль этих процессов в жизни растений можно понять на основании таких данных. Азот вносится в почву с удобрениями, но из почвы сельскохозяйственных культур. Причем его выносится больше, чем вносится, — получается большой дефицит азота в почве. Ликвидировать его и помогают микроорганизмы, которые фиксируют азот. Поэтому их называют азотфиксирующими организмами. Без учета деятельности этих микроорганизмов невозможно понять процессы, протекающие в почве. Численность микроорганизмов в окультуренной почве огромна. Примерно 5–6 тонн микробных клеток содержится на площади всего в 1 га. Речь идет о пахотном слое.

Влияние солнечной активности на численность микроорганизмов в почве является в определенной мере прямым, непосредственным. Это надо понимать следующим образом. Когда солнечная энергия, переносимая к Земле, вызывает изменения в погодном слое атмосферы, которые в свою очередь окажут влияние на рост растений, то говорят о косвенном, опосредствованном влиянии солнечной активности на жизнь растений. Надо иметь в виду, что сама солнечная энергия по пути от Солнца к погодному слою атмосферы Земли много раз меняет свою форму. Когда солнечное излучение непосредственно влияет на растения, то такое влияние является несомненно прямым. Возможен и такой вариант, когда на растения действуют изменения магнитного поля Земли, которые вызваны потоками солнечных заряженных частиц. Это влияние быстрое, безынерционное. Можно его также назвать прямым или почти прямым. Чтобы такое влияние могло осуществляться, надо, чтобы растения чувствовали магнитное поле. Оказывается, что они не только его чувствуют, но и строят свою деятельность в зависимости от окружающего их магнитного поля. Мы приведем только несколько фактов, свидетельствующих о таком влиянии.

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА РАСТЕНИЯ

О том, что магнитное поле оказывает влияние на рост и формирование растений, можно убедиться очень просто. Все растения на Земле находятся в магнитном поле Земли. Можно убедиться, что растения, которые свободно развиваются, ориентируются в направлении южного магнитного полюса. Другими словами, корни растут преимущественно в этом направлении. Этот эффект зависимости роста растений (или их частей) от магнитного поля был назван магнитотропизмом растений (тропос — направление). Этот эффект у растений изучался очень подробно как в естественных условиях, когда растения развивались в магнитном поле Земли, так и в условиях, созданных искусственно, когда величина и направление магнитного поля, действующего на растения, изменялись. Во всех случаях растения не оставались безучастными к влиянию магнитного поля. Их реакция зависела от направления магнитного поля. В частности, от направления магнитного поля относительно зародышей семян зависят функционально-биохимические свойства растений, развившихся из семян. Так, если ориентировать корешки зародыша пшеницы в направлении южного магнитного полюса, то все растение (и корни и стебли) развивается более эффективно, нежели в случае ориентации корешков зародыша в направлении северного магнитного полюса.

Исследовались не только зародыши пшеницы, но и других сельскохозяйственных культур (кукурузы, огурцов, свеклы, подсолнечника, гороха, дыни, ячменя и овса). Проведены опыты с семенами сосны, ели и др. Эти опыты показали, что если семена хвойных пород высевали корешками зародышей на юг, то они прорастали быстрее (на 4–5 дней), чем в том случае, когда они ориентировались на север. Эти опыты любопытны еще и другим. Оказалось, что указанные свойства зависят также и от фазы Луны. Они проявляются наиболее эффективно при полнолунии, а при новолунии эффект менее выражен. Многим этот эффект может показаться странным. Но никакой мистики в этом нет. Луна вызывает приливы в атмосфере Земли (приливы в морях и океанах хорошо известны всем). Эти приливы оказывают влияние на атмосферную циркуляцию (а значит и на погоду). Они же вызывают и изменение магнитного поля Земли. Это происходит потому, что при движении проводящего атмосферного газа в магнитном поле возникает электрический ток. Всякий электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Возникшее таким путем магнитное поле складывается с магнитным полем Земли и в зависимости от их взаимных направлений суммарное поле или больше или меньше магнитного поля Земли. Специалисты, изучающие магнитное поле Земли, эти изменения (вариации) магнитного поля, вызванные действием Луны на атмосферу Земли, назвали лунными вариациями магнитного поля Земли. Таким образом, мы еще раз имеем подтверждение тому, что нельзя изучать влияние одного фактора на данный процесс (в данном случае на рост растений) и не учитывать одновременное влияние других факторов, которое несомненно имеется. Но необходимо учитывать не только все внешние факторы, действующие наряду с магнитным полем на растения, но и внутренние факторы, обусловленные особенностями самих растений. Таких особенностей много. Одной из них является свойство дисимметрии растений, то есть их несимметричности по отношению к определенному направлению в пространстве. Часть растений являются симметричными. Другая часть — дисимметричными. Последние делятся на два типа — левые и правые. Как это понимать, как можно определить, к какому типу принадлежит данное растение? Это можно определить, например, по тому, как расположены венчики цветка данного растения или кроющих чешуй.

Тип растения определяют и по тому, как развиваются во времени определенные процессы в растении, которые связаны с его функционированием, или, другими словами, по тому, какая ритмика характерна дня этих процессов. Например, лепестки могут располагаться так, что, переходя от одного лепестка к другому, мы будем двигаться по ходу часовой стрелки. Это растение является дисимметричным — «правым» (часовая стрелка движется вправо). Те растения, у которых лепестки расположены в обратном направлении, — являются «левыми» (но, естественно, тоже дисимметричными). Имеется и много других признаков, по которым можно определить, к какому типу относится данное растение. Любопытно, что принадлежность данного растения к определенному типу не является вечной. По истечении определенного времени растения одного типа (например, левые) могут стать растениями другого типа (правами). Представляет интерес не только сам этот факт, но и особенно то, что время такого перерождения равно примерно 11 годам, то есть соответствует длительности цикла солнечной активности! Это не случайно. 11-летний цикл солнечной активности сопровождается таким же по продолжительности циклом магнитной активности, а изменение магнитного поля (в этом проявляется магнитная активность) оказывает влияние на развитие и структуру растений. Влияние магнитного поля (его изменчивости и направления) изучалось очень глубоко многими исследователями. В результате было доказано, что смена дисимметрии цветков у растений действительно следует в строгом соответствии с изменением магнитного поля Земли. Выполненные исследования достоверно доказали, что магнитное поле, вообще, и магнитное поле Земли, в частности, несомненно, влияет на дисимметрию растений. Развитие растения в магнитном поле зависит не только от ориентации магнитного поля относительно самого растения (или его зародыша), но от типа дисимметрии растения. Например, было показано, что если семена растений, относящиеся к левому типу, ориентировать кончиком зародышевого корешка к южному магнитному полюсу Земли, то из них произрастут растения, которые растут более быстро, имеют более высокую ферментативную активность. Содержание хлорофилла в этих растениях больше. В результате всех этих факторов урожайность ориентированных указанным образом растений выше примерно на 13–52 %. Чтобы получить такой же качественный эффект для правых растений, их зародыши необходимо ориентировать в противоположном направлении, то есть к северному магнитному полюсу. Разные физиологические процессы в растениях разных типов характеризуются разной зависимостью (как качественно, так и количественно) от магнитного поля.

Мы уже говорили о том, что корни растения ориентируются в определенном направлении. Опыты показали, что боковые корни растений, которые растут в свободных условиях, располагаются в том же направлении, в каком направлено магнитное поле Земли, то есть в направлении север — юг. Это направление находится в плоскости магнитного меридиана. Проследить за обменом веществ можно с помощью радиоактивных «меченых» веществ. С помощью меченого фосфора можно проследить, что на северной и южной сторонах от растения идет значительно более интенсивное поступление фосфора внутрь растения, чем с восточного и западного направлений. Разные растения в разной степени выполняют указанные требования. Так, дикий овес хорошо подчиняется этой закономерности: его корневая система действительно располагается в направлении север — юг. В то же время корневая система ржи не подчиняется этому требованию, ее корни располагаются во всех направлениях. Так что требуется изучение каждого типа растений в отдельности.

В зависимости от изменения магнитного поля в данном. регионе развиваются определенным образом и растения. Поэтому надо учитывать не просто направление на магнитные полюса вообще, а конкретно — направление магнитного поля в данном месте. Ситуация особенно хорошо заметна в регионах, где имеются магнитные аномалии. Здесь развитие растений (в частности, ориентация в пространстве их корневой системы) отлично от того, которое имеется в областях с нормальным магнитным полем Земли. Так, было показано, что в районе Курской магнитной аномалии ориентация корневых борозд у сахарной свеклы значительно менее развита, то есть корневая система не имеет столь четкой ориентации.

Естественно ожидать, что магнитное поле оказывает влияние не только на корневую систему растения, но и на другие его части (на стебель, листья). Было показано, что цветущие корзинки цветочника четко ориентированы в пространстве: основная их масса широким веером ориентирована в сторону Солнца, то есть на юго-восток, юг, юго-запад. В юго-восточном направлении увеличено число листьев у картофеля. Любопытная картина в ориентации ветвей обнаружена у туи восточной. Те скелетные ветви, которые отходят к востоку и западу, разветвляются главным образом (в вертикальных плоскостях) в направлении север — юг. Количество таких веток доходит до 90 %. Меньше веток, которые разветвляются в направлении восток — запад.

Магнитное поле оказывает влияние практически на все свойства растений, в частности на соотношение полов (сексуализацию). Проследить это влияние наиболее удобно на растениях, у которых мужские и женские цветки содержатся на одной особи (однодомные). Известно, что кроме этих растений есть и такие, у которых имеются цветки с мужскими и женскими органами — это гермафродитные виды. Имеются также двудомные растения, у которых цветки с мужскими органами (тычинками) находятся на одних особях, а цветки с женскими органами (пестиками) — на других. Однодомных растений в природе примерно 10 %. Были выполнены различные опыты по изучению влияния магнитного поля (его ориентации) на сексуализацию этих растений. В частности, опыты делались над огурцами, и было показано, что в зависимости от ориентации семян огурцов относительно магнитного поля изменяется их сексуализация. Так, в тех случаях, когда корешок зародыша был ориентирован на север, женских цветков образовывалось больше, нежели в тех случаях, когда он был ориентирован на юг. Поэтому при ориентации корешков зародыша на север урожайность огурцов выше, поскольку именно женские цветки формируют плоды. Подобные опыты проводились и с другими однодомными растениями (кукурузой, тыквой). Во всех случаях тенденция выявлялась та же, что и с огурцами: направление корешков зародыша к югу увеличивало число женских цветков, то есть усиливало феминизацию. Ориентация корешков зародышей на север уменьшала ее, то есть число мужских цветков увеличивалось. Специалисты говорят, что происходила маскулинизация (маскула — мужчина).

Корни растения и его надземная часть не являются независимыми друг от друга. Это естественно. Но, оказывается, связь между ними, а точнее соотношение между ними, зависит от направления магнитного поля. Это свойство называется полярностью растений. «Полярность» потому, что в двух полярных частях растения (надземной и подземном) физико-химические процессы протекают с различной активностью и приобретают различные функциональные свойства. Вопрос о зависимости свойств полярности от ориентации магнитного поля очень непростой и до конца не решен. Но, очевидно, здесь основную роль играют магнитные свойства вещества растения. Под действием различных факторов (например, электромагнитных излучений или сил гравитации) эти свойства меняются, что и определяет изменение свойств полярности растений.

Степень полярности растений специалисты выражают специальным показателем — коэффициентом полярности. Он определяется как отношение веса надземной части растений к их подземной части. Было показано, что это отношение действительно меняется при изменении ориентации семян кукурузы относительно направления магнитного поля. Оказалось, что в тех случаях, когда корешки зародышей ориентированы к югу, надземная часть растения более развита. Когда же они ориентированы к северу, то более развита подземная часть растения, то есть корневая система. Таким образом, в зависимости от ориентации в магнитном поле меняется листовая, корневая и зерновая масса растений. Отдельные исследователи считают вполне реальным использовать это свойство для повышения урожайности.

Живые системы, какими являются растения, содержат в себе биологические часы, то есть процессы в них подчиняются определенным ритмам. Таких ритмов много. Считается, что имеются ритмы, причина которых (завод) находится вне системы (это внешние ритмы), а также ритмы, причины которых находятся внутри самой системы (внутренние ритмы). Четкое деление между теми и другими ритмами провести трудно, поскольку любая живая система находится в самой тесной взаимосвязи с внешней средой, внешним миром. Она возникла и эволюционизировала как часть этой среды, и ее так называемые внутренние ритмы являются в сущности также отражением, следствием ритмов внешней среды. Но здесь анализировать всю проблему биологической ритмологии, естественно, мы не будем. Укажем только, что под влиянием магнитного поля ритмы в растениях сбиваются, приобретают другие характеристики. Многими исследователями было показано, что изменение магнитного поля Земли, которое происходит под действием солнечных бурь, вызывает и изменение ритмов функционально-динамических процессов. Причем изменяются ритмы различной длительности — годовые, сезонные, суточные.

Для того, чтобы установить те механизмы, посредством которых изменение магнитного поля может непосредственно влиять на клетки живой системы, необходимо рассмотреть как устройство самих клеток, так и принципы, на которых построено их функционирование. Более подробно удобнее рассмотреть этот вопрос позднее, когда будет проанализировано влияние космических факторов на животных. И в случае животных, и в случае растений магнитное поле оказывает влияние на внешние оболочки клеток, которые называются мембранами. Через эти оболочки осуществляется обмен веществ между клеткой и внешней средой, то есть через нее (точнее, через проходы в оболочках — мембранах) одни вещества движутся вовнутрь клетки, а другие — наружу. Свойство мембраны пропускать эти вещества называется проницаемостью клеточных мембран. Регулировка выхода из клеток и входа в нее через мембраны организована на электрическом принципе. Когда же действует, кроме того, внешнее магнитное поле, оно способно изменять условия прохождения вещества через мембрану, то есть изменять проницаемость клеточных мембран. Это приведет к изменению условий жизни клеток, а значит и всей биологической системы. Это и происходит при возмущении магнитного поля Земли, которое вызывается солнечными бурями.

Нарушение ритмики процессов внутри живых систем (растений) не однозначно и не однотипно связано с возмущенностью магнитного поля Земли. Эти связи очень даже не простые. Так, в определенные периоды продолжительностью 10–16 часов изменение ритмики связано с каким-либо одним элементом магнитного поля Земли, тогда как затем, в течение 8—14 часов, оно связано с изменениями другого элемента. Внутри биологической системы протекают различные процессы, влиять на которые можно путем изменения электрических токов внутри клеток, электромагнитных полей биологической системы, изменения биоэлектрической активности и т. д.

Можно сказать, что на сегодняшний день влияние изменения магнитного поля Земли на ритмику физиологических процессов в биосистемах доказано в многолетних экспериментах (более 15 лет). При абсолютных постоянных условиях (температура, влажность, освещенность, состав газовой среды и др.) дыхание проростков картофеля откликалось на изменение магнитного поля Земли.

Весьма эффективным в смысле влияния на рост растений является действие на них искусственными магнитными полями. Под действием искусственного магнитного поля может значительно ускориться рост растений, а также уменьшиться пораженность их плесневыми грибками. Так, с помощью магнитного поля можно увеличивать урожайность томатов, повышать скорость прироста зародышей ячменя и пшеницы, увеличивать рост корневой системы у бобов и ржи и т. д.

Ориентация семян кукурузы определенным образом (семена располагались плоской стороной к югу) относительно магнитного поля приводила к увеличению урожая кукурузы на 20 ц/га. Действие небольшим магнитным полем (порядка 20–60 эрстед) на растения в период относительно низкой ферментативной активности (то есть в первые 2–3 дня) приводит к тому, что понижается потребление кислорода, повышается содержание нуклеиновых кислот в клетках растений, увеличивается частота дыхания в стеблях и корнях.

Мы рассмотрели только некоторые аспекты прямого влияния магнитного поля на биологические системы, какими являются растения. Существенно, что после солнечной бури и с началом магнитосферной бури прямое воздействие космических факторов начинается сразу. На то, чтобы сформировалось опосредствованное влияние (через процессы в атмосфере, погоду, а значит через температуру и влажность), нужно определенное время. Поэтому солнечная буря может оказывать вначале прямое воздействие на биосистемы (через различные электромагнитные излучения и возмущения магнитного поля Земли и др.), а затем опосредствованное воздействие посредством изменения атмосферной циркуляции, а значит и обычных показателей погоды (температуры воздуха, его влажности и др.).

ПЕРЕЛОМЫ В ХОДЕ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

Мы уже видели, что от солнечной активности зависят на Земле практически все процессы. Но солнечная активность меняется не одинаково быстро. В одни годы она меняется очень резко, скачком, а в другие — плавно. Возникает вопрос, не оказывает ли влияние на природные процессы быстрое, скачкообразное изменение солнечной активности? Ученые этот вопрос исследовали, и результаты оказались очень важными. В чем они состоят?

Если какое-либо вещество сгорает медленно, то при этом выделяется тепло. Если сгорание происходит более быстро — то наблюдается вспышка. Если же оно горит еще быстрее — то произойдет взрыв. Значит, важно не только количество выделяемого при сгорании тепла, но и время, за которое оно выделяется, то есть скорость выделения тепла.

От Солнца к Земле приходит энергия, от которой полностью зависит ход природных процессов. Если скорость поступления этой энергии меняется, то меняется и ход этих процессов. Это естественно. Значит, важно знать не только величину солнечной активности, но и скорость ее изменения. Чем больше эта скорость, тем больше скорость изменения поступающей на Землю и в окружающее ее пространство энергии. Тем больше должны меняться природные процессы на Земле.

Ученые исследовали скорость изменения солнечной активности за период с 1749 г., с того момента, когда она начала определяться регулярно. Оказалось, что наиболее резко, быстро менялась солнечная активность в следующие годы (если активность резко понижалась, то перед годом указан знак минус): 1749, -1751, -1754, 1757, 1761, -1762, -1765, 1769, -1771, -1773, -1778, 1777, -1780, -1782, 1786, -1790, -1793, -1795, -1797, 1801, -1807, 1813, 1815, -1818, -1821, 1826, -1831, 1836, -1838, -1841, 1845, 1847, -1849-1859, -1854, 1859, -1861-1862, -1865, (1868), 1870, -1871, -1873, -1875, -1878, 1880, -1886, 1892, -1896, -1899, -1901, 1903, 1905, -1906, 1907, -1908, -1910, 1915, 1917, -1918, -1920, 1925, 1928, -1930, 1936–1939, -1940, (-1942), 1946–1947, -1948, -1950, -1952, 1956, -1961, -1964, 1967, -1971 гг. Эти даты были названы солнечными реперами, точками отсчета.

Что же изменялось в земных процессах в эти годы большой скорости изменения солнечной активности? Поскольку резкие изменения солнечной активности воздействуют на всю Землю и околоземное пространство целиком, то одновременно на всем земном шаре должны меняться различные природные процессы. Какие это процессы?

Одним из таких процессов является скорость вращения Земли. От нее зависят многие природные процессы, например, движение атмосферы, ее циркуляция. Известно, что скорость вращения Земли меняется. Имеется вековое замедление вращения Земли. Имеются также изменения скорости вращения Земли с годичным периодом. Но имеются также скачкообразные изменения скорости вращения Земли. Именно эти изменения связаны с резким изменением солнечной активности. Специалисты показали, что за период с 1821 по 1950 и с 1951 по 1957 гг. солнечная активность скачком менялась 45 раз. Каждый раз наблюдалось скачкообразное изменение скорости вращения Земли. Если быть более точными, то оно наблюдалось в 44 случаях. В одном случае (1906 г.) оно не наблюдалось. Но исключения только подтверждают правило.

При резких изменениях солнечной активности меняется и атмосферная циркуляция. Это можно проиллюстрировать на конкретных примерах. Так, в районе Исландии атмосферное давление, как правило, понижено. Оно понижено во все сезоны года. Область низкого атмосферного давления называют Исландским минимумом атмосферного давления, или Исландской депрессией. Но оказалось, что при резких изменениях солнечной активности широта области пониженного давления также резко меняется. Здесь не было ни одного исключения: 26 раз подряд резкие изменения широты Исландской депрессии совпадали с резкими изменениями солнечной активности.

Этот факт мы привели в качестве примера. На самом деле меняется все, что связано с атмосферной циркуляцией. Так, с резким изменением солнечной активности каждый раз меняется количество атмосферных осадков (за год). Специалисты изучают не только изменение атмосферной циркуляции и скорость вращения Земли при резком изменении солнечной активности. Они изучали и следующие процессы: атмосферное давление, температуру воздуха, атмосферные осадки, уровень океана и морей, ледовитость океана и морей, температуру морской воды, соленость воды, речной сток, уровни озер, а также колебания ледников и снеговой линии. Изучались также процессы в растительном и животном мире: годичный прирост деревьев, урожайность сельскохозяйственных культур и др. Оказалось, что все эти процессы меняют свой характер (испытывает перелом) при скачкообразном изменении солнечной активности.

Добавим к этому, что и землетрясения зависят от резкого изменения солнечной активности. Землетрясения характеризуют той энергией, которая выделяется. Исследовалась также частота землетрясений. Оказалось, что при резком изменении солнечной активности меняется как годовая сумма энергии землетрясений в разных зонах на земном шаре, так и энергия землетрясений по всему земному шару. В зависимости от солнечной активности меняются условия развития инфекционных болезней. Под действием резкого изменения солнечной активности меняются биологические свойства микроорганизмов, механизмы передачи инфекции, а также их реактивность. В результате происходит возникновение или усиление эпидемического процесса.

В этой цепи между солнечной активностью и эпидемическим процессом имеется еще одно звено. Это усиление эпизоотического процесса. Под действием резкого изменения солнечной активности изменяются климатические и гидрологические условия, а значит и кормовая база животных. Поэтому изменяются их численность и активность миграции, а это способствует возникновению эпизоотий, что в свою очередь способствует заражению человека инфекционными болезнями, переносимыми животными.

При резких изменениях солнечной активности усиливается изменчивость признаков вируса гриппа, в результате чего усиливается эпидемический процесс. Увеличение изменчивости приводит к тому, что у бактерий могут возникать совершенно новые качества: устойчивость к лекарствам, изменения интенсивности образования токсинов и увеличение скорости размножения.

Отсюда следует практический вывод. Для предсказания изменения в земных процессах важно знать не только солнечную активность. Очень важна и скорость изменения солнечной активности. Если эта скорость очень большая, то есть изменения происходят скачком, то меняется характер хода земных процессов, то есть наблюдается перелом в их ходе.

КОСМОС В ЖИЗНИ ЖИВОТНЫХ

Космические факторы действуют на магнитосферу Земли, ее атмосферу и саму Землю. Под их действием изменяется характер атмосферной циркуляции. Меняется погода и климат. Меняется соответствующим образом и растительный мир. Ясно, что животный мир не может не меняться соответствующим образом. Животный мир зависит от растений, от корма, от климата, от снежности зим, водоносности рек, заболоченности или засушливости местности и т. д. Поскольку изменение климата и растительности носят циклический характер, то естественно ожидать, что и изменения в животном мире также происходят циклически. Собственно, люди это заметили очень давно. Не заметить это они не могли, поскольку от численности животных зависела их жизнь.

Более 12 тысяч лет тому назад, в эпоху палеолита, люди подмечали признаки редких явлений в живой природе, которые были обусловлены «небесными» воздействиями. Об этом мы знаем из расшифровки наскальных рисунков этого периода. Эти наблюдения за небесными воздействиями накапливались и анализировались. На их основе впоследствии были составлены календари. Но несмотря на то, что это были первые календари, они были удивительно точными. Примером такого календаря может служить календарь, составленный примерно в 1500 г. до н. э. кочевыми народами. Это так называемый животный календарь, которым пользуются еще и в наше время некоторые кочевые народы, занимающиеся кочевым скотоводством, В основу календаря поставлен цикл длительностью в 12 лет. Специалисты со времен П. П. Семенова-Тяньшанского считают, что этот цикл связан с соответствующим циклом солнечной активности. Каждый год этого 12-летнего календаря назван годом определенного животного. Годы следуют в следующем порядке: Мыши (или Крысы), Коровы (или Быка), Барса (или Тигра), Зайца, Дракона (или Рыбы), Змеи, Лошади (или Коня), Овцы, Обезьяны, Курицы, Собаки и Свиньи.

В чем смысл такого календаря? Годы названы указанными животными не случайно. Многовековые наблюдения убедили кочевников в том, что в разные годы количество разных животных различно. Так, в год Зайца в природе наиболее благоприятные условия для Зайца, численность этого животного больше, чем в другие годы. Кстати, год Зайца для кочевников был самым страшным годом. Он приходится на минимальную солнечную активность. На годы Зайца приходились самые суровые бедствия. В Средней Азии их называли джутами. В эти годы, как правило, наступает в начале весны гололед, дуют сильные ветры — бураны, в результате погибает масса скота. Лето в этот год (год Зайца) сильно засушливое, трава выгорает, скоту кормиться нечем. Положение усугубляется наступлением ранней очень холодной зимы. Зима длится долго, за нею следует запоздалая весна. Такие черные полосы в жизни наступали у скотоводов примерно один раз в 10–12 лет, при минимальной солнечной активности.

К счастью, не все годы столь тяжелые. Имеются и более благоприятные. Так, годы Лошади, Овцы, Собаки, Коровы, Барса и Змеи по наблюдениям кочевников являются наиболее благоприятными для скотоводства.

Мы неоднократно говорили о том, что изменение атмосферной циркуляции и роста растений происходит не строго периодически, с твердо установленным периодом, а циклически, то есть так, что период этих изменений может в определенных пределах меняться. Поэтому правильно говорить не о периодических изменениях солнечной активности и темных процессов, а о циклических изменениях. Древние пользователи этого календаря это хорошо понимали. Поэтому пользовались они им не формально, с окончанием каждого года загибая очередной палец на руке. Каждый год, его наступление и продолжительность, определялись не по простой хронологии, а на основании анализа всей совокупности данных наблюдений (как сказал бы современный исследователь). Анализировалась вся последовательность (именно последовательность) отличительных признаков. Все эти особенности, как приметы, были выверены веками. Ясно, что формальное пользование этим календарем в наше время, которое в последние годы стало очень распространенным и модным, неправильно в принципе, поскольку мы жестко привязали каждый из 12 лет «животного» календаря к определенному животному. Поэтому, хотя и считается, что год 1989 является годом Змеи, на самом деле, исходя из условий в космосе, окружающем Землю пространстве и на самой Земле, этот год, возможно, соответствует году Дракона или Лошади. Сейчас имеются все данные, необходимые для того, чтобы точно определять соответствующий год животного календаря (также по всей совокупности космических и наземных данных). Но это, к сожалению, пока не делается.

Но перейдем от наблюдений древних, которыми мы за последние десятилетия так привыкли пренебрегать, к современным данным об изменениях в животном мире, которые обусловлены действием космических факторов.

В. К. Арсеньев писал: «Все животные находятся в тесной зависимости от распространения растительности в крае… Например, где кедр, там и белка; где кабарга, там и росомаха; где кедр и дуб, там и кабан и изюбр; а где кабан, там и тигр». На рис. 42 показано, как изменялась в период с 1935 по 1958 г. урожайность хвойных деревьев на северо-западе СССР и численность белки в этом же районе. Тут же приведено изменение магнитной активности за этот же период. Видно, что численность белки изменяется примерно так же, как и урожайность хвойных деревьев.

Этот пример очень прост: чем больше корма, тем больше белки. Но не все, далеко не все изменения численности различных видов животных можно подогнать под такую простую схему. В этом можно убедиться на примере численности рыб. Прежде всего рассмотрим, из чего она складывается. Численность рыб зависит от того, насколько быстро они размножаются. Зависит она, естественно, и от того, как интенсивно они погибают. Для того, чтобы процесс размножения рыбы был успешным, она должна пройти длинный путь до мест нерестилищ. По пути ей надо преодолеть разные препятствия, поэтому от того, насколько успешно рыба их преодолеет, также будет зависеть не только ее судьба (останется ли она живой), но и судьба потомства. Условия нереста зависят от водоносности рек, температуры воды и др. Это можно продемонстрировать на примере амурской горбуши, условия размножения которой исследовал в свое время камчатский ихтиолог И. Б. Бирман. Его статья «О влиянии максимумов солнечной активности на условия размножения горбуши» была опубликована в 1955 г. в докладах АН СССР. И. Б. Бирман показал, что нерестовые стада амурской горбуши были самыми многочисленными спустя два года после максимальной солнечной активности, то есть в 1928, 1938, 1948 и 1958 гг. Это показано на рис. 43. Эти стада, как известно, формировались за два года до этого, то есть в годы максимальной солнечной активности. Значит, при максимальной солнечной активности создаются наиболее благоприятные условия для формирования наиболее мощных подходов амурской горбуши с моря на нерест. Почему? Проследим за условиями, в которых идет рыба на нерест при разных уровнях солнечной активности. При максимальной солнечной активности на р. Амур летние температуры повышены, а зимние — понижены. Поскольку температура воды повышена, то есть вода перегрета, у мигрирующих рыб происходит более быстрое созревание гопад. Кроме того, они быстрее обычного сжигают запасы энергии, которые были ими накоплены в море. К чему это приведет? Рыба торопится, поэтому устремляется в более близкие, низовые нерестилища Амура, и до верхнеамурских не доходит. Потеря энергии означает потерю жизни, рыбы быстро истощаются, происходит нарушение кислородного обмена. Все это приводит к гибели большого количества рыбы еще до того, как она достигает мест нереста. Причиной всего этого является перегрев воды в реке. Условия нереста также оказываются ненормальными, поскольку места нереста сильно перегружены. Одни нерестовые гнезда перемалываются рыбой, которая на их месте закладывает свои нерестовые гнезда. Всеразрушающее действие завершает суровая зима: нерестилище промерзает и икра гибнет. При максимальной солнечной активности водоносность рек (в том числе и Амура) больше, то есть выше уровень воды. Реки разливаются вширь. После того как в таких условиях идет нерест, горбуша мечет икру в разгар летнего паводка. Затем уровень воды понижается; часть затопленной поверхности освобождается от воды. Имеющиеся там гнезда погибают.

Таким образом, солнечная активность влияет на воспроизводство рыбы посредством гидрологических и метеорологических условий. Важным фактором, определяющим размножение рыб, является также количество биомассы планктона, которым рыба питается. Биомасса планктона, в свою очередь, зависит от температуры воды в море, которая меняется с изменением солнечной активности. В районе теплого течения Курасиво это четко проявляется, поскольку само течение периодически меняет свое русло. В те годы, когда тепловой поток от Курасиво ослабевал (течение уходило дальше к северу), падали и уловы рыбы. В период потепления, как это было в 1922–1936 гг., уловы рыбы в этом регионе были значительно больше. После этого с наступлением похолодания уловы рыбы уменьшались.

Температура поверхностных вод в морях и океанах зависит от солнечной активности. Но эта зависимость не простая и в разных регионах различная. Поэтому следует проводить анализ с учетом всех особенностей данного региона. Как примерно можно указать, что если в районе Фареро-Шетландских островов температура поверхностной воды тем выше, чем больше солнечная активность, то в районе Южной Гренландии зависимость температуры поверхностного слоя воды от солнечной активности иная — там при большой солнечной активности температура воды меньше. Понять это несложно. Раз меняется русло теплых и холодных водных течений, то в одно и то же время, то есть при одной и той же солнечной активности в одном регионе, температура будет повышаться (куда приходит больше, чем раньше, тепла с теплым течением), а в другом регионе, откуда тепло ушло, температура воды будет понижаться. Поэтому полное, целостное решение вопроса можно достичь только рассмотрением всей циркуляции не только атмосферы, но и гидросферы.

Мы взяли для примера горбушу. Но практически численность всех рыб (их уловы) изменяется периодически, и эти изменения связаны с солнечной активностью.

Надо ли говорить о том, насколько важны прогнозы условий размножения рыб и изменения их численности. На основании таких долгосрочных прогнозов должна организовываться вся промысловая деятельность по вылову рыбы, а также по обеспечению условий ее роста. Когда наступают неблагоприятные для размножения рыбы периоды, необходимо не только регулировать промысел, но на время прекратить лов вообще.

Миграция животных

Ярким выражением влияния солнечной активности на животных является миграция их «навстречу гибели». Что это такое, можно судить из описаний, данных во многих газетах в 1970 г.

«На севере Скандинавии в угрожающих масштабах увеличивается число мышей-пеструшек (леммингов), наводняющих все вокруг в своем безостановочном марше смерти. Сотни тысяч этих черно-рыжеватых арктических животных нескончаемым потоком передвигаются к югу. По дороге они тысячами гибнут в озерах, реках и, наконец, в море…

Такой похожий на самоубийство поход пеструшки совершают почти регулярно раз в несколько лет. Обычно робкие, незаметные создания становятся чрезвычайно агрессивными хищниками, уничтожающими на своем пути все и вся. И это их смертоносное шествие не имеет себе равных в животном мире.

Самые крупные походы пеструшек наблюдались в 1918 и 1938 гг. Нынешнее переселение привлекло внимание встревоженных скандинавских властей. Дело в том, что в ноябре прошлого года во время аналогичного похода пеструшек насмерть давили машины на дорогах, загрызали собаки. Повсюду появились груды разлагающихся трупов животных, и возникла угроза эпидемий.

Ученые так объясняют периодические «великие походы» пеструшек: через определенные периоды численность животных увеличивается настолько, что горная растительность, служащая им пищей, уже не в состоянии прокормить их всех. И тогда с приходом лета начинается стихийное паническое бегство, которое невозможно остановить. Орды пеструшек устремляются по маршрутам, ведущим к морю. Они заполняют города и селения; уничтожают посевы, загрязняют местность и отравляют реки и озера».

Приведем описание из книги Ф. Зигеля «Виновато Солнце».

«Неисчислимые полчища обезумевших белок (в 1956 г. при очень высокой солнечной активности) двинулись на север, где их ждали холод, голод и смерть. Они переплывали разлившийся Амур, преодолели высокие горы и даже пытались пересечь вплавь Татарский пролив! Лапки у белок кровоточили, шерсть была стерта, но они шли и шли в одном направлении, не обращая никакого внимания на людей и препятствия. Через некоторые селения проходило до 300 белок в час, а двигались они примерно со скоростью 30 км в сутки. И каждая белка несла на себе сотни клещей, зараженных вирусом энцефалита.

На следующий, 1957 год в Приморье вспыхнула эпидемия энцефалита — напитавшись на белках, клещи набросились на людей…»

Как известно, мигрирует и саранча. Нашествие саранчи в старинной арабской летописи описано так:

«И двинулась могучая рать. Она может покрыть всю землю и пожрать все, что есть на земле. Когда она врывается, меркнет солнце и звезды утрачивают свой блеск. У нее голова льва, шея быка, грудь коня, крылья орла, брюхо скорпиона, бедра верблюда, глаза страуса».

Это описание очень образное и оправдано теми последствиями, к которым приводит нашествие саранчи. Так, в 1929 г. при очередном нашествии саранчи из Афганистана в Ферганской долине саранча образовала многокилометровые живые тучи. Насекомые падали на землю в несметных количествах. Ими покрылось все: поля, дороги, мосты, деревья и крыши домов. Огромные площади оказались зараженными яйцами саранчи. Ею была уничтожена растительность на площади в миллионы гектаров.

Саранча повторяла нашествие на юг Туркмении еще несколько раз. В прошлом веке саранча совершила 9 нашествий с периодом, равным 11-ти годам. За 60 лет нашего столетия она 6 раз достигала южных границ Туркмении. Но в случае саранчи-шистоцерки благоприятно сработал прогноз. Его для нашей страны составил крупный специалист по данной проблеме Н. С. Щербиновский, изучающий миграции саранчи и вообще образ ее жизни в разных странах Азии и Южной Америки. Благодаря прогнозу вред от нашествия саранчи был значительно меньше, так как была своевременно организована борьба с ней. О последнем нашествии саранчи в мире много писали газеты в 1987 г.

Как же можно понять причину бессмысленной миграции животных, которая оканчивается в конце концов их гибелью? Этот вопрос возникает у каждого, кто знаком с проблемой или хотя бы слышал о ней. Хотелось бы поверить в то, что животным не хватает корма и они спасаются паническим бегством. Но этому противоречат факты. Животные (в частности, саранча) снимаются с места при полном достатке и движутся вопреки всякому здравому смыслу не в поисках корма, а, правильнее сказать, в поисках смерти. Французский эколог Р. Шовен так писал: «Хотелось бы верить, да сомнение берет, существует множество примеров миграций, в которых потребность в пище не играет никакой роли! Случается, что южноафриканские антилопы уходят с великолепных пастбищ в сухие места и гибнут там от голода или миллионами бросаются в море… Известно множество примеров, когда млекопитающие мигрируют как бы в состоянии безумия, подобно леммингам. Вспомним серых американских белок, которые передвигаются стадами, насчитывающими много сотен миллионов особей… Никому не удалось объяснить, почему саранча избирает то или иное направление, почему прилетает, почему улетает. Первая предложенная гипотеза была, естественно, самой простой: саранча (и вообще все мигрирующие животные) снимается с места, отправляясь на поиски корма. Это абсолютно неверно как в отношении саранчи, так и в отношении всех мигрирующих животных. Напротив, саранча может сняться с совсем еще неиспользованного пастбища и унестись в пустыню на верную гибель или сотнями миллиардов ринуться в морскую пучину».

Как специалисты смотрят на эту проблему в наше время? Они склоняются к тому, что на первом этапе играет определенную роль улучшение кормовых условий для саранчи. Благодаря этому саранча организуется в стадо. Затем на это сформированное стадо действуют непосредственно космические факторы. Нельзя сказать, что пути этого действия на сегодняшний день установлены полностью. Нет. Тем не менее, многое удалось прояснить. Если рассматривать миграции животных как безумства, то, видимо, это можно объяснить нарушением равновесия нейроэндокринной системы. Как известно, многие обменные процессы в организме контролируют надпочечники. Было установлено, что у животных в период массового размножения, а также миграций (нашествий) имеются резкие изменения в надпочечниках. Отсюда и безумие, которое вызвано стрессом, когда на организм действуют чрезвычайно сильные раздражители внешней среды. Эти выводы базируются на исследованиях, выполненных на животных. Один из опытов выглядел так. Животных поместили в комфортные условия: полный достаток в качественных кормах, немногочисленные стада (опыты делали с оленями). Их содержали на острове, чтобы исключить влияние другие внешних факторов (эпизоотии). При наступлении очень высокой солнечной активности (в 1957 г.) у молодых оленей было установлено перерождение надпочечников и их увеличение. Этот дефект охватил примерно 80 % всех животных. Результат этого опыта не замедлил сказаться: за три месяца следующего года примерно 30 % оленей погибли.

Наблюдения за зайцем-беляком показали, что их смертность обусловлена «шоковой болезнью». При этом в крови снижается содержание гликогена и сахара. В состоянии стресса происходят изменения в надпочечниках, зобной железе, селезенке. В результате плодовитость самок резко уменьшается, а также увеличивается смертность в молодом возрасте.

Роль стрессовых состояний в регулировании численности животных очень велика (определяюща). Но раньше специалисты считали, что посредством стрессов регулируется численность животных данного вида независимо от действия внешних факторов. Другими словами, считалось, что стрессы являются внутренним регулятором. Но исследования, подобные тем, о которых сказано выше, доказали, что состояние стресса у животных наступает и при благополучном положении внутри популяции. Оно возникает под действием внешних, космических факторов, хотя постепенно подготавливается предшествующими изменениями внешней среды.

Таким образом, прямое влияние солнечной активности на живые биосистемы (животные) не только не исключается, но и может считаться доказанным. Но остается неясным главное — каким путем, через какие механизмы внутри организма животного это влияние осуществляется. Собственно, этот вопрос в настоящее время является самым актуальным. Если мы поймем механизмы действия космических факторов на биосистемы (растения, животные и человека), то сможем понять, как можно защитить живые организмы от пагубного влияния этих факторов. Что по этому вопросу известно на настоящий день, мы расскажем немного позднее, а сейчас приведем несколько фактов о влиянии космоса на жизнь животных.

Численность животных и солнечная активность

Численность практически всех видов животных на Земле изменяется во времени. Для этого имеется очень много причин. Нам важно выделить те изменения численности животных, которые обусловлены изменением условий в космосе, а более конкретно — изменением солнечной активности. Животный календарь, о котором говорилось выше и которым пользовались монгольские и тюркские народы задолго до нашей эры, отражал эти изменения. Этот календарь назывался «мушель». Особенно губительными для животных оказывались годы Зайца («кая-н»), которые чередовались через 12 лет. Год Зайца приходится на минимальную солнечную активность. Как же обстоит дело с численностью зайцев в наше время, действительно ли меняется его численность в зависимости от солнечной активности. Исследования, проведенные в разных регионах, показали, что численность зайца-беляка в продолжение 11-летнего солнечного цикла изменяется весьма существенно. Наибольшая численность зайца-беляка в точности совпадает с минимумом солнечной активности. Эти результаты получены еще в 1924 г. Практически такие же результаты были получены и по Якутии. Они показаны на рис. 44. Данные использованы за период с 1925 по 1959 г. Четко видно, что численность зайца-беляка в Якутии в зависимости от солнечной активности меняется практически так же, как и в Канаде. Обращаем внимание на то, что на обоих рисунках проведены данные не только по сильно удаленным регионам Земли, но и за различные столетия. Поэтому не вызывает сомнения, что эти изменения вызваны именно солнечной активностью — фактором, который действует одинаково на разных долготах, на всей Земле, то есть в планетарном масштабе.

То, что изменение численности животных (разных их видов) происходит синхронно в планетарном масштабе, было доказано на разных животных. Это проявилось, например, и в 1957–1958 гг., когда солнечная активность была очень высокая. В это время на Северном Кавказе, в Поволжье, Прибалтике, Белоруссии, Западной Сибири, а также во Франции имело место массовое размножение отдельных видов грызунов. Несомненно, оно охватило и другие регионы земного шара. Ясно, что оно не может быть объяснено погодными, кормовыми и другими земными условиями, поскольку в указанных регионах они были совершенно различными.

Прямое влияние космических факторов на животных подтверждается и тем, что для отдельных видов животных сроки увеличения их численности часто совпадают. Например, время наибольшего распространения рябчика, зайца и рыси в Северной Америке в течение очень длительного периода наблюдений совпадают. Годы наибольшей добычи указанных животных примерно приходятся на минимальную солнечную активность. Но именно такая связь имеет место только в продолжение определенного периода, определенной эпохи солнечной активности. Она наблюдалась примерно с половины и до конца прошлого столетия. Мы уже говорили о переломах в ходе земных процессов, которые обусловлены определенными изменениями в солнечной активности. На грани прошлого и нынешнего столетий такой перелом произошел. Поэтому изменился характер солнечно-тропосферных связей, изменился и знак связи между численностью животных и солнечной активностью. Это значит, что вблизи 1900 г. наибольшая численность указанных животных (рябчика, зайца, рыси) приходилась не на эпохи минимальной солнечной активности, а на эпохи максимальной солнечной активности. Такой перелом прослеживается в ходе многих земных процессов.

Собственно, при тщательном анализе изменения численности различных животных с изменением солнечной активности обнаруживаются два максимума в численности. Один совпадает по времени с максимумом солнечной активности, а другой — с минимумом. Но оба эти максимума в численности животных имеют разную величину: один из них большой, а другой значительно меньше. Часто исследователи обращают внимание только на большой максимум в численности животных, который выделяется наиболее легко, а малый максимум не замечают. Поэтому и говорят, что максимальная численность животных приходится по времени на минимальную (или максимальную) солнечную активность. Но это только большая волна в изменении численности животных. Имеется и вторая, малая волна. Такую же картину мы уже встречали при изучении толщины годичных колец деревьев. Она увеличивалась как в годы максимальной солнечной активности, так (хотя и значительна меньше) и в годы минимальной солнечной активности. Мы уже говорили, что при минимальной солнечной активности (в эпоху минимума) потоки заряженных частиц продолжают выбрасываться из солнца и воздействовать на околоземное пространство, атмосферу и биосферу Земли. Но эти потоки не связаны с солнечными пятнами, по которым определяется солнечная активность. Поэтому можно сказать, что показатель солнечной активности в эпохи минимума солнечной активности имеет «дефект», не отражает полностью истинное изменение активности Солнца в смысле выброса из него потоков заряженных частиц. Лучшим показателем изменения солнечной энергии, переносимой к Земле потоками солнечных заряженных частиц, является степень возмущенности магнитного поля Земли. Эти потоки не могут пройти мимо магнитосферы Земли незамеченными, они обязательно вызывают возмущения магнитного поля Земли — магнитные бури. Только частицы очень высоких энергий — солнечные космические лучи проникают в атмосферу Земли не затрагивая магнитосферу. Благодаря очень большим энергиям, а значит и скоростям, они пронизывают паутину магнитных силовых линий, практически не внося в нее никаких возмущений. Таким образом, если нас интересует реальное воздействие солнечной энергии на атмосферу и биосферу Земли, то надо анализировать не только данные о солнечной активности, но одновременно и данные о возмущенности магнитного поля Земли. Собственно, многие исследователи земных и атмосферных процессов так и делают. Магнитная активность в минимуме солнечном активности имеет второй максимум. Первый, большой максимум в активности магнитного поля Земли совпадает с максимумом солнечной активности.

Основной вывод из сказанного выше состоит в том, что изменения в численности животных (как и изменения в толщине годичных колец деревьев) имеются как в эпоху максимума, так и в эпоху минимума солнечной активности. Только размах, амплитуда, величина этих изменений различна. В одни периоды преобладают одни максимумы, а в другие — другие. Это подтверждают многие результаты исследований. Например, было показано, что увеличение численности грызунов в Прибалтике четко совпадает по времени с периодами повышенной активности магнитного поля Земли.

Проводились исследования больших волн в численности массового размножения грызунов в Европейской части СССР. Анализировались данные по всему региону, от Прибалтики до Ставрополья. Результаты анализа показаны на рис. 45. Видно, что периоды наибольшего массового размножения грызунов приходятся на эпохи минимальной солнечной активности. Они приходились на годы: 1922–1923, 1932–1933, 1940–1944, 1952–1953. Укажем, что в прошлом столетии полевые мыши наиболее интенсивно размножались (в России и в Западной Европе) в годы 1822, 1832, 1886, 1863, 1867, 1872, 1880, 1884, 1893–1894.

Можно проанализировать все приведенные выше данные вместе. Тогда вырисуется следующая картина. В течение 140 лет массовое размножение грызунов имело место 17 раз. При этом в 13 случаях его время несколько опережало сроки минимумов солнечной активности. Только в 3 случаях из 17 массовые размножения грызунов пришлись на максимальную солнечную активность (это было и в начале нашего века). Только один раз за 140 лет массовое размножение грызунов не связывается четко ни с минимумом, ни с максимумом солнечной активности. Это было в 1863 г. Конечно, это не значит, что этот случай массового размножения грызунов не вызван действием космических факторов. Просто те показатели, которые используют исследователи в качестве показателей солнечной активности, не охватывают всех проявлений активности Солнца. Если бы мы располагали всеми показателями солнечной активности за этот период, то несомненно установили бы определенную особенность в изменении солнечной активности, которая обусловила массовое размножение грызунов в 1863 году.

Численность животных связана с солнечной активностью очень непросто. Для того, чтобы данное животное нормально жило и размножалось, надо, чтобы у него было достаточно корма. Кроме того, надо, чтобы оно не погибло от какой-либо болезни (например, эпизоотии). У разных видов животных влияние этих факторов различно. Если животное питается только одними кормами и не может их заменить другими, то оно сильнее зависит от растительного мира. Так, белка при неурожае орехов оказывается без корма и ее численность резко падает. Если у животных нет проблем с кормом (как у зайца, ондатры, песчанки), то у них сокращение численности происходит главным образом из-за возникновения эпизоотии, когда плотность животных достигает определенной критической величины. Для нормальной жизни животных, кроме корма и отсутствия эпизоотии важно и то, чтобы среда их обитания оставалась нормальной, пригодной для жизни. Если среда становится непригодной для жизни, то и численность этих животных уменьшается или они вообще вынуждены будут исчезнуть. Примером может служить водяная полевка. Она питается гидрофитами (тростник, осока, сусак, рогоз и др.). Если эти растения исчезают, то полевка лишается корма и ее численность резко падает. Такое происходило в 1962 г. в некоторых районах Сибири, которые были охвачены засухой. В результате засухи площадь болот резко сократилась, что и послужило причиной сильного уменьшения числа водяных полевок в этих местах. С увеличением засухи, а значит, с усыханием болот, связана и судьба водяной крысы. Наиболее интенсивное ее размножение совпадало с периодами повышенной водности, которая имела место в годы максимальной солнечной активности. Годами массового размножения водяной крысы были годы 1927–1929, 1937–1939, 1947–1950, 1956–1962. Это периоды максимальной солнечной активности. Так обстоит дело с животными (грызунами), которым нужна хорошо заболоченная местность. Им лучше живется при повышенной водности, то есть при максимальной солнечной активности. Но имеются и другие животные, которым при повышенной водности живется хуже. Это животные, обитающие в озерной местности. Им лучше живется тогда, когда водность меньше. Тогда обнажаются от воды участки земли. На ней бурно развивается растительность, которая служит хорошим кормом. Поэтому в такие периоды, после периодов обильных осадков, эти животные размножаются наиболее массово. Так, в озерном крае численность полевки увеличивается спустя примерно один-два года после максимума солнечной активности.

Приведенный пример убеждает в том, что нельзя проводить сопоставление численности животных с солнечной активностью чохом. Здесь нужен тонкий анализ, учитывающий условия жизни животных, особенности их корма в разные сезоны, а значит, и особенности ландшафта местности. Специалисты выделяют различные ландшафты местности (болотный, озерный, поименно-речной, долинно-ручьевой), при которых влияние водности на жизнь животных, а значит и их численность, различно. Мы уже видели, что при болотном ландшафте уменьшение водности приводит к уменьшению численности водяных крыс и полевок, а при озерном ландшафте оно приведет к увеличению их численности. Но, анализируя влияние кормовой базы (которая зависит от солнечной активности) на численность животных, мы должны всегда помнить, что имеется и прямое влияние космических факторов (солнечной активности) непосредственно на организм животного.

На численность животных влияют не только природные условия, которые определяют наличие или отсутствие нормального корма в достаточном количестве и возможность самого существования животных, но и от биологических факторов. Последнее относится к плотоядным животным. Так, численность хищников увеличивается через некоторое время после увеличения животных, являющихся жертвой хищников (ондатры, зайцы). Из-за этой связи «жертва — хищник» зависимость численности тех и других животных от солнечной активности различна, то есть имеет место на разных фазах кривой солнечной активности. Изменение численности различных животных (жертв и хищников) в результате эпизоотий также по-разному зависит от солнечной активности. Эпизоотии среди ондатр происходят в одну фазу солнечной активности, а эпизоотии в очагах — в другую фазу. В последнем случае туляремию переносят зайцы. Эпизоотии бешенства хищников также приходятся на разные фазы 11-летнего цикла солнечной активности.

Для полноты картины следует остановиться и на изменении численности насекомых в связи с изменением солнечной активности. О саранче мы уже говорили. Актуальность защиты от саранчи не уменьшилась и в наше время. Ведь саранча за сутки может нанести огромный вред, уничтожая урожай на огромных площадях. Стая саранчи уничтожает в сутки тысячи тонн зеленой массы! Потери урожая от вредителей во всех странах мира очень велики. Во всяком случае тратится на вредителей не менее одной пятой всего урожая. Подсчитано (по данным специалистов ООН), что только крысы ежегодно поедают примерно 33 млн. тонн хлебных злаков.

Изменение численности насекомых в зависимости от солнечной активности прослеживается очень четко не только на примере саранчи, но и на примере других видов. На рис. 46 показано изменение со временем численности сосновой пяденницы в двух разных географических районах. Здесь же (вверху) показано изменение чисел Вольфа, характеризующих солнечную активность. Как видно, в обоих географических регионах численность насекомых изменялась в период с 1911 по 1940 г. практически одинаково. Видно и то, о чем мы говорили выше: численность популяции увеличивается не только в эпохи максимумов солнечной активности, но и в эпохи минимумов. Но при минимальной солнечной активности рост численности насекомых значительно меньше, чем при максимальной. Важно заметить, что «малая» волна, то есть усиление роста в минимуме солнечной активности, наблюдается как в растительном мире (это видно по годичным кольцам деревьев), так и в животном мире. Это несомненно доказывает, что фактор, вызывающий это усиление, является единым для всей биосферы Земли, то есть является космическим фактором.

Все описанные виды животных находятся в диком состоянии и полностью зависят от природных и погодных условий. Казалось бы, что домашние животные свободны от такой зависимости и их численность должна определяться только деятельностью человека. Это должно было бы быть так тем более в условиях ведения планового хозяйства. Но оказалось, что это не так. Достаточно взглянуть на рис. 47, чтобы убедиться в этом. Здесь показано изменение поголовья крупного рогатого скота, а также овец в целом по СССР с 1921 по 1969 г. Для сравнения показаны также изменения солнечной и магнитной активности. Видно, что за указанный период, в продолжение которого имелось пять 11-летних циклов солнечной активности, поголовье крупного рогатого скота и овец также имело пять крупных подъемов. Как видно, изменения в поголовье скота очень большие. Связь поголовья скота с солнечной активностью выглядит так. Изменение солнечной активности приводит к изменению кормовой базы животных. Это, в свою очередь, сказывается на численности животных.

Были проведены сопоставления изменения прироста урожайности многолетних трав, зерновых культур, валового производства молока и годового удоя молока на фуражную корову и солнечной активностью. Использовались данные в целом по РСФСР на период с 1946 по 1970 г. Результаты исследований показаны на рис. 48. Видно, что все указанные показатели сельскохозяйственной деятельности зависят определенным образом от уровня солнечной активности. Чем выше солнечная активность, тем выше все указанные показатели.

Поскольку речь идет о плановом развитии сельского хозяйства и о необходимости поддержания его на достаточно высоком уровне для того, чтобы удовлетворять запросы всего населения, следовало бы учитывать не только социальные и другие человеческие факторы, но и космические факторы. Зная о том, что предстоящий год (или годы) будет менее благоприятным для развития продуктов сельского хозяйства, следовало бы принимать действенные и своевременные меры для поддержания сельского хозяйства на должном уровне.

Изменение солнечной активности вызывает изменение атмосферной циркуляции, что приводит к изменению метеорологических и гидрологических условий. Естественно, это приведет к изменению условий развития растений. Животные, используя растения как корм, зависят от развития кормовой базы и поэтому оказываются зависящими от солнечной активности. Но только ли поэтому животные зависят от солнечной активности? Нет, не только. Ведь кроме такого опосредствованного влияния на животный мир, солнечная активность оказывает на него и прямое, непосредственное влияние. Это значит, что космические факторы действуют непосредственно на организм животного и вызывают в нем такие изменения, которые или способствуют нормальному функционированию организма, или же подавляют его деятельность. Рассмотрим результаты исследования такого прямого влияния космических факторов на организм животных.

ПРЯМОЕ ВЛИЯНИЕ КОСМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Какие же факторы свидетельствуют о прямом влиянии космических факторов на животных? Приведем некоторые из них. Чтобы уяснить, не вызывает ли изменение солнечной активности соответствующих изменений генотипических признаков, исследовалась частота рождения разных по полу животных при разной солнечной активности. Для этого анализировались данные, заимствованные из племенных книг конных заводов России. Были отобраны данные по орловской и русской рысистой породам лошадей. Анализ этих данных и их сопоставление с уровнем солнечной активности показал, что приплод кобылок и жеребчиков разный в годы с разной солнечной активностью. В других исследованиях было показано, что солнечная активность оказывает влияние не только на пол новорожденных, но и на другие генотипические признаки. Так, оказалось, что с изменением солнечной активности меняется и численность соболей со светлой и темней окраской. Данные взяты за 200 лет. Речь идет о соболях, развивающихся на воле. О чем это говорит? Это свидетельствует о том, что происходят периодические сдвиги генетического фонда, обусловленные изменением солнечной активности. Более того, было также показано, что в зависимости от возмущенности магнитного поля Земли (в разные сезоны) меняется обонятельная реакция соболя. Таким образом, космические факторы оказывают непосредственное влияние на половые признака животных, генофонд и многие другие стороны физиологических функций организма животных.

Большой интерес представляют опыты по искусственному осеменению в течение 18 лет около 90 тысяч коров. На этих данных достоверно было показано, что эффективность осеменения четко зависит от солнечной активности, в разные фазы развития солнечных явлений она была различной. Были проанализированы также материалы продуктивности овцеводства. Использовались данные по Ставрополью. Исследователями было установлено, что космическое излучение (наряду с погодой) также оказывает влияние на изменчивость живого веса потомства, а также половые функции животных. Был получен очень важный результат: увеличение магнитного поля Земли приводит к изменению продуктивности потомства и показателей воспроизводства, так как изменяется качество семени.

Исследовалось также влияние искусственных магнитных полей на объем эякуляций и живучесть сперматозоидов. Когда действовали магнитным полем, превышающим магнитное поле Земли (от 2 до 500 эрстед) и имеющим частоты от 8 до 50 герц, то объем эякуляции уменьшался на треть, а живучесть сперматозоидов уменьшилась почти вдвое. Анализ крови у подопытных животных показал, что под действием такого магнитного поля количество эритроцитов и гемоглобина в крови увеличивалось, а число лейкоцитов уменьшалось. Процесс оказался обратимым: примерно через один-три дня нормальный состав крови восстанавливался.

Естественно, что такое влияние магнитного поля приводило, в конце концов, к снижению оплодотворяющей способности спермы (до 13 %). В результате выход ягнят уменьшался до 20 %. Уменьшался и вес потомства (до 15 %).

В этих опытах исследовалось также влияние космических лучей (анализировались данные по потокам элементарных частиц-мезонов). Оказалось, что с увеличением потоков космических лучей (корпускулярной радиации) вес ягнят примерно на 11 % был больше, чем в контрольной группе. Учитывалась интенсивность космической радиации в день оплодотворения. В контрольную группу входили ягнята, которые родились в результате оплодотворения в такие дни, когда повышения интенсивности космических лучей не было. Исследователями достоверно было показано, что превышение веса ягнят первой группы относительно веса ягнят контрольной группы имело место не только в день рождения, но сохранялось в течение нескольких (4,5) месяцев. Любопытно и другое: превышение веса было больше у ярочек. Их вес в возрасте 4,5 месяца на 2,5 кг превышал вес тех ярочек, которые родились в результате оплодотворения в дни нормальной интенсивности космических лучей. Вес баранчиков был выше только на 1,6 кг.

Конечно, проследить всю сложную цепь процессов в организме животного, которые проходят под действием космической радиации, очень сложно. Для этого надо знать все (или почти все) биофизические и биохимические процессы в организме животного и то, как эти процессы изменяются под действием космической радиации. Но полученные в этих опытах результаты однозначно свидетельствуют о том, что такое влияние несомненно имеется. Сложность установления конкретных механизмов этого влияния состоит и в том, что при усиленной интенсивности космических лучей изменяются и условия в атмосфере: атмосферное давление увеличивается. Это значит, что увеличивается парциальное давление кислорода, а значит и его концентрация. Увеличение концентрации (плотности) кислорода должно приводить к улучшению оксигенации организма, что способствует его развитию. Надо решить вопрос, что действует наиболее эффективно — увеличение атмосферного давления из-за увеличения интенсивности космических лучей или непосредственно сами космические лучи. Конечно, такие вопросы надо решать проведением специальных экспериментов, в которых можно было бы разделить одно влияние от другого.

Для того, чтобы разобраться, как космические факторы влияют на живой организм, необходимо вначале определить, как они влияют на отдельные составляющие организма. Самой основной, самой важной составляющей живого организма является вода. Все живые организмы более чем на 70 % состоят из воды. Она является составной частью не только крови, но тканей и клеток. Недопустимо для нормального функционирования организма доводить воду организма до кипения или замерзания. При этом обмен веществ (жизнь) прекращается. Поэтому очень важным фактором для нормального функционирования организма является температура. Поэтому надо прежде всего установить, как она реагирует на действующие космические факторы. Забегая вперед, скажем, что большинство специалистов в настоящее время сходятся в том, что космические факторы действуют на живые организмы именно через водную среду этих организмов. Что же известно о влиянии космических факторов на водную среду? Здесь следует прежде всего привести результаты, полученные в течение двадцати лет итальянским химиком Д. Пиккарди. Он начал свои опыты в 1951 г. и продолжал их до последнего дня своей жизни. Опыты проводились ежедневно, без выходных и отпусков. Они проводились не только в лаборатории самого Пиккарди, но и одновременно и в точности одинаково (специалист сказал бы «по единой методике») в самых различных уголках земного шара. Ежедневно получалось несколько сотен тысяч наблюдений. Сколько же их получено за 20 лет!

Сам опыт на первый взгляд очень прост (все гениальное просто). Мало того — он не менялся за указанный срок, а только повторялся ежедневно. Суть опыта состояла в следующем. Коллоидный раствор висмута в воде разливался в пробирки. Затем проверялась скорость его осаждения. Был взят коллоидный раствор в воде потому, что именно коллоидными растворами является жидкая среда живого организма, в частности кровь. Что можно было ожидать от этих опытов, исходя из общепринятых представлений, которых, кстати говоря, придерживаются и сейчас большинство (если не все) специалистов? Представления эти состоят в том, что скорость любой химической реакции, которая проводится при одних и тех же внутренних условиях (давление, температура), не зависит от внешних условий, то есть от того, в каком месте на земном шаре эта реакция проходит, какой в это время сезон, какое время суток и т. д. Именно поэтому скорости процессов, протекающих в различных растворах (и не только в растворах), заносятся в единые физико-химические справочники, их величины специалисты заимствуют из этих справочников и используют при решении различных научных и практических задач. Если исходить из этих (общепринятых) представлений, то опыты, задуманные Д. Пиккарди, вообще лишены здравого смысла, поскольку скорость осаждения висмута в одинаковых коллоидных растворах должна (обязана) быть одной и той же во всех точках земного шара и в любое время суток и года, независимо от того, что происходит за окном — светит солнце, идет дождь и т. д. и т. п. Но многие открытия в науке делаются как раз вопреки здравому смыслу. Так произошло и теперь. Опыты показали, что скорость осаждения висмута из коллоидного раствора не постоянна. Она зависит от многих факторов. От каких?

Во-первых, оказалось, что реакция осаждения висмута идет быстрее в том случае, если пробирку с раствором прикрыть тонким металлическим листом. Можно думать, что этот лист служит экраном, который не допускает в пробирку какое-то излучение. Что собой представляет это излучение? Это излучение, влияющее на коллоидные растворы, должно оказывать влияние и на живые организмы, в состав которых входят коллоидные растворы. Основатель гелиобиологии А. Л. Чижевский, посвятивший всю свою жизнь изучению влияния Солнца на биосферу Земли, считал, что имеется специфическое солнечное излучение, к которому особенно чувствительны биосистемы. Он это биоактивное солнечное излучение назвал «зет»-излучением. Другие ученые называли это излучение по-разному. Так, японский ученый X. Морияма занимается исследованием этого излучения и его влияния на биосферу уже несколько десятков лет. За это время результаты своих исследований он опубликовал в пятидесяти научных статьях, которым дал общее название: «Изучение «икс»-агента», то есть он назвал это излучение греческой буквой икс, которой принято обозначать неизвестную, искомую величину. Исследователи других стран также изучают это излучение и его влияние на живые организмы. Так, немецкий микробиолог Г. Бортельс пришел в выводу, что кроме собственно солнечного излучения имеются и вызываемые им излучения атмосферы, одно из которых (Н-фактор) стимулирует биологические окислительные процессы, а также половое размножение бактерий, а второе (Т-фактор) стимулирует восстановительные реакции и рост микроорганизмов. Все ученые, которые длительное время занимались исследованиями этого излучения, пришли к выводу, что оно оказывает влияние на живые организмы потому, что изменяет скорость процессов в водной среде. Первое, что показали опыты Д. Пиккарди, это то, что скорость реакций в водной среде действительно зависит от того, падает ли на водную среду некое излучение или нет, то есть экранирована ли пробирка с коллоидным раствором металлическим экраном или нет.

Опыты Д. Пиккарди показали и другие важные свойства этого излучения. Оказалось, что скорость осаждения висмута различна в разные сезоны года, или, другими словами, при разных условиях в окружающем Землю пространстве и космосе. Выяснилось, что скорость осаждения висмута различна также в разные годы. И еще — эта скорость зависит от того, в каком месте проводятся опыты — она зависит от широты и долготы этого места. Результаты, полученные в Северном полушарии, отличаются от полученных в точно то же самое время в Южном полушарии. Оказалось, что по мере приближения к магнитному полюсу скорость реакции также меняется.

Все полученные в опытах Д. Пиккарди результаты однозначно свидетельствуют о том, что на коллоидный раствор висмута оказывает влияние некое солнечное излучение, которое очень тесно связано с солнечной активностью. Эта связь оказалась настолько тесной и однозначной, что Д. Пиккарди по результатам своих опытов стал очень хорошо предсказывать изменение солнечной активности, не пользуясь солнечными данными вообще.

Таким образом, сам факт влияния солнечного излучения на живые организмы может считаться установленным. Речь идет о прямом влиянии. Но тут же возникает вопрос, как конкретно осуществляется это влияние, что именно происходит в организме (в водной среде) под действием этого излучения. Одна из возможностей такого влияния состоит в следующем.

Еще раньше было установлено, что вода имеет структуру, похожую на кристаллическую. При этом молекулы связаны между собой водородными связями. Эти связи слабее, нежели химические. Они так же быстро разрушаются, как и возникают. Это может происходить под действием различных очень незначительных по силе внешних факторов, таких как температура, излучения или присутствие различных ионов. Именно на роль присутствия ионов в водном растворе обратили внимание исследователи. Было показано, что особенно важную роль играют ионы кальция. Они управляют молекулами воды и группируют их определенным образом вокруг себя. Так создаются большие коллективы молекул воды, которые специалисты называют комплексами. Они имеют различную структуру, напоминающую кристаллы определенной конструкции. Одна из таких структур за свою форму и конструкцию была названа гексааквакомплексом кальция. Такой комплекс образуется, когда ион кальция забирает 6 электронов от окружающих его молекул воды. В результате молекулы воды оказываются связанными с находящимся в центре ионом кальция. Эти связи осуществляются через атомы водорода (водородные связи). Как уже говорилось, водородные связи очень неустойчивые. Их можно разорвать даже незначительными по силе внешними воздействиями.

Но живому организму и нужны такие высокочувствительные датчики, которые позволяли бы улавливать маленькие изменения во внешней среде с тем, чтобы строить работу организма, исходя из новых условий во внешней среде. Специалисты считают, что такими датчиками и служат кальциевые комплексы.

Почему речь идет именно о кальции? Потому что он играет очень важную роль в развитии и формировании живого организма. Соли кальция способствуют свертыванию крови, управляют нервно-мышечным возбуждением, активируют отдельные ферменты, управляют проницаемостью клеточных мембран. Во внутриклеточных структурах (митохондриях) на каждый атом поглощенного кислорода накапливается до 3 ионов кальция. Ионы кальция участвуют в процессах, которые влияют на переход нервного импульса через нервные соединения между окончаниями нервных клеток.

Активного кальция в организме должно быть строго определенное количество. От него зависит состояние межклеточной жидкости. Если ионное равновесие нарушается, аквакомплексы кальция перестраиваются. Чтобы как можно быстрее восстановить ионное равновесие и восполнить недостающее количество ионов кальция в растворе, часть связанных ионов кальция с мембраны клетки временно переходит в раствор. Равновесие восполняется, но условия на мембранах клеток изменяются, поскольку оттуда ушла часть ионов кальция. Изменения в мембранах происходят в главном, от чего зависит жизнь клеток — меняется проницаемость мембран, от которой зависит обмен веществ между клеткой и межклеточной средой. Изменяется проницаемость мембран, что обусловливает возбудимость клетки.

Приводить к такому состоянию могут различные внешние факторы, в том числе и космические излучения. Так, если в ионосферу Земли вторгаются потоки заряженных частиц и вызывают там всплески низкочастотных излучений, то эти излучения впоследствии могут действовать на живые организмы. Это может приводить к изменению концентрации кальция в крови, которое омывает сердце, а также в самой мышце сердца. Естественно, это приведет к нарушению нормального функционирования сердца.

Таким образом, космическое излучение может очень эффективно воздействовать на водные растворы живого организма путем влияния на кальциевые аквакомплексы. Под действием электромагнитных полей изменяются число и размеры кальциевых аквакомплексов, в результате чего моментально изменяется концентрация ионов кальция. К чему это приведет — очевидно, так как роль кальция в работе организма очень велика.

Таким образом, вода в результате этих свойств, будучи основой любого живого организма, под действием космических излучений меняет свою структуру, она то ослабляет, то усиливает свои водородные связи. Поэтому, образно говоря, она помнит действие космических излучений даже в продолжение суток и более. Надо указать и на такую особенность коллоидных растворов: вещество в состоянии коллоидного раствора имеет поверхность, равную площади около одного квадратного километра. На этой огромной поверхности постоянно изменяются водородные связи. Это значит, что коллоидные растворы являются очень хорошими усилителями (биологическими). Благодаря им даже очень слабые космические излучения являются достаточными, чтобы вызвать в организме соответствующие им изменения. Далеко не всегда эти изменения являются благоприятными для нормального функционирования организма.

Имеется и еще один путь воздействия излучений на живой организм — это образование в организме ионов под действием радиации. Под действием радиации в биологических системах происходит радиолиз воды, в результате которого из молекул воды образуются свободные радикалы ОН, атомы кислорода О и водорода Н. Атомы и молекулы вступают в химические реакции и образуют перекись НО. Обычно химические реакции записывают символами. В данном случае они выглядят так.

Под действием излучений молекулы воды преобразуются в положительные ионы и свободные электроны. Затем ионы НО распадаются на ионы Н и свободные радикалы ОН: свободные электроны прилипают к молекулам воды, образуя отрицательные ионы воды. Затем отрицательные ионы воды распадаются на ионы ОН и атомы водорода. Особую роль в организме играют радикалы. Они реагируют с любым веществом, находящимся в растворе. Они изменяют аквакомплексы ионов кальция. Они способны образовать перекись водорода, которая является стимулятором окисления и вообще перегруппировки молекул (но для этого надо, чтобы в воде был растворен кислород).

Таким образом, если жесткая (высокоэнергичная) радиация действует на молекулы, то электромагнитное поле действует на комплексы молекул, которые оказываются очень чувствительными к этому действию. Изменения, вызванные электромагнитным полем в аквакомплексах, приводят к очень быстрому и значительному изменению количества кальция, от которого зависят многие жизненно важные функции организма.

Непосредственное действие космических факторов (прежде всего электрических и магнитных полей, а также электромагнитных волн) не ограничивается только влиянием на свойства водных растворов организма. Возможностей такого действия значительно больше. Практически все они обусловлены тем обстоятельством, что живой организм является системой электромагнитной. Что это значит? Это значит, что практически все главные функции живого организма обеспечиваются благодаря процессам, которые по своей природе, по своей сути являются электромагнитными. Они связаны с движением электрических зарядов, с электрическими токами (их называют биотоками, то есть электрическими токами в биологических системах), с действием электрических потенциалов, с излучением органами электромагнитных волн.

Животные широко используют свою чувствительность к магнитному и электрическому полю в своих отношениях с внешней средой. Об этом свидетельствуют такие факты.

В многочисленных опытах достоверно было показано, что в зависимости от ориентации личинок дрозофилы относительно направления магнитного поля изменяется соотношение между полами в ту или иную сторону. Так, если яйца во время кладки ориентированы головным отделом зародыша по направлению на геомагнитный север, то мужских особей в новом поколении будет больше, чем женских. Если яйца будут развернуты в противоположном направлении (то есть на магнитный юг), то в новом поколении будут преобладать особи женского пола. Таким образом, можно довольно нехитрым способом менять соотношение между полами насекомых дрозофил. Но главный вывод из этих опытов состоит в том, что магнитное поле непосредственно влияет на генетический аппарат животных. Ставились и другие опыты, в которых изменялось не направление зародышей насекомых относительно магнитного поля, а изменялась сама величина магнитного поля, в котором находились насекомые. Магнитное поле Земли равно примерно 0,5 эрстед. Животных изолировали от этого поля почти полностью, а точнее так, что от магнитного поля оставалась только десятая часть. Оказалось, что в таком очень сильно пониженном магнитном поле у дрозофилы происходили мутации, в результате соотношение между полами изменилось — число мужских особей стало преобладающим. Магнитное поле Земли, в котором в естественных условиях находятся все животные, не остается неизменным. Оно меняется в результате действия на него солнечного ветра. Эти изменения различны в разные сезоны. Они наибольшие в равноденственные месяцы (осенью и весной). Другими словами, имеется сезонный ход в возмущенности магнитного поля, то есть отклонении его от нормы. Точно так же изменяется с сезоном и инверсия хромосом дрозофил, а значит и соотношение между полами.

Возмущения магнитного поля Земли, то есть геомагнитные бури, оказывают влияние и на движения насекомых. В опытах фиксировалось число насекомых, прилетающих ночью на свет кварцевой лампы. Оказалось, что оно зависит от того, каким было в данную ночь магнитное поле Земли — спокойным или возмущенным. Возмущение магнитного поля будоражит насекомых, приводит их в беспокойное, возбужденное состояние — их больше, чем в спокойных условиях прилетает на свет ночью. Магнитные бури сбивают и суточные ритмы насекомых, ритмы их активности. Насекомые, которые в спокойных условиях ночью находятся в покое (например, жук-кожеед), во время магнитных бурь приходят в движение, их активность резко возрастает.

Магнитное поле Земли оказывает влияние на способность насекомых и птиц ориентироваться в пространстве. Были проведены опыты с западными майскими жуками, которые показали, что они ориентируются по странам света, а точнее по магнитному полю Земли. Суть опытов была очень простой. Вначале неподвижных (охлажденных) жуков располагали в определенном месте. Далее наблюдали за их движением (после того, как они согревались и «оживали»). Оказалось, что очнувшиеся жуки двигались не в любых направлениях (хотя одно направление ничем не отличалось от другого, ни наличием там пищи или света, ни чем-либо другим). Оказалось, что жуки движутся по компасу, сообразуя свое движение с направлением магнитного поля Земли. Когда сюда же стали накладывать дополнительное магнитное поле (в 20 раз большее, чем магнитное попе Земли), то жуки начали сбиваться с истинного пути, определяемого магнитным полем Земли. Их компасы начали показывать направление общего магнитного поля, действующего на них в новых условиях. Поэтому они изменяли направление своего движения.

Широко известны факты, что термиты строят свои подземные галереи и входы в термитники так, чтобы они были вытянуты в направлении магнитного поля (в горизонтальной плоскости), то есть вытянуты вдоль геомагнитных меридианов — с севера на юг. Установлено также, что самка термитов располагается в термитнике также вдоль магнитного поля.

Оказалось, что и другие насекомые предпочитают располагаться вдоль направления магнитного поля Земли. Но так как они находятся в горизонтальной плоскости, то, естественно, речь идет о проекции магнитного поля Земли на горизонтальную плоскость, то есть о горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Но как только магнитное поле Земли сильно уменьшали путем его компенсации в этом месте с помощью другого магнитного поля, мухи сбивались с направления север — юг. Надо отметить, что не все насекомые предпочитают располагаться в направлении север — юг. Некоторые располагаются в поперечных направлениях, то есть по линии восток — запад. Любопытно, что в зависимости от действующего на них магнитного поля насекомые по-разному воспринимают одну и ту же силу тяжести.

Мы не ставили перед собой задачу полностью раскрыть роль магнитного поля в жизни животных. Здесь нам важно только установить, что различные животные способны непосредственно воспринимать космические факторы, в частности, изменение магнитного поля под действием космических факторов.

Мысль о том, что птицы при своих перелетах и миграциях используют магнитное поле Земли, была высказана еще в прошлом веке. Птицы совершают как незначительные перелеты (местного характера), удаляясь от гнездовий на 100–200 км, так и сезонные миграции весной и осенью. Многие факторы говорят о том, что для ориентации в пространстве при перелетах птицы используют магнитное поле Земли. Например, почтовые голуби способны вернуться домой даже в том случае, когда нет никаких видимых ориентиров (ни земных, ни звездных), при сплошной облачности, сильном тумане и т. п. Мало того, в этих сложных условиях птицы способны вернуться домой и в том случае, если они возвращаются с абсолютно незнакомого места, куда их вывезли впервые (под наркозом или во вращающихся клетках). Трудно согласиться с тем, что птицы при сезонных перелетах запоминают путь, поскольку способностью правильно ориентироваться обладают молодые птенцы, отправляющиеся в полет впервые. Можно менять любые условия во внешней среде, а птицы будут лететь правильным курсом. Любые, кроме магнитного поля. Если магнитное поле Земли меняется (во время магнитной бури), то птицы могут сбиться с правильного курса. Наблюдения показывают, что птицы сбиваются с курса также вблизи мощных радиолокационных (или телевизионных) антенн. Это понятно, поскольку они попадают в сильные искусственные переменные магнитные поля. Сейчас специалисты сходятся на том, что хотя имеются и другие возможные механизмы ориентации птиц в полете (например, по Солнцу), магнитное поле Земли играет здесь важную роль. У птиц обнаружены особые «магнитные» камешки в органах пищеварения, способные воспринимать внешнее магнитное поле. Поэтому птицы способны реагировать на слабые искусственные магнитные поля. Очень показательно, что птицы реагируют на магнитные поля не так, что чем больше поле, тем сильнее его действие. Лучше всего птицы чувствуют магнитные поля, близкие по величине к магнитному полю Земли. О чем это говорит? Об особом устройстве организма животного, который формировался при наличии магнитного поля Земли и поэтому приобрел к нему наибольшую чувствительность. Причем речь идет не только о развитии одного животного, а всего вида за все время его эволюции.

О том, что на птиц действует именно магнитное поле Земли, подтверждается и результатами движения птиц в экранированных стальным экраном помещениях, куда магнитное поле Земли не проникало. В других опытах изменялось направление магнитного поля, в котором находились птицы. В результате точно так же изменялось и направление миграционного движения птиц.

Опыты показали, что птицы способны ориентироваться и по звездам (опыты проводились в планетарии). Но в тех случаях, когда звезды не были видны или были расположены необычно, птицы четко ориентировались по направлению магнитного поля. Можно говорить и о других фактах, подтверждающих непосредственное влияние магнитного поля на птиц. В частности, в зависимости от того, как ориентированы птичьи яйца в гнезде (определенным концом на юг или север), будет меняться скорость их развития, а также соотношение полов в потомстве.

О прямом воздействии магнитного поля Земли на животных свидетельствуют и опыты с рыбами. Их выполнено очень много. Установлено, что рыбы обладают способностью к навигации в открытом море и в этом плане поступают так же, как и птицы: правильно определяют нужное им направление. Любопытно, что способность к ориентации по магнитному полю Земли сохранили те виды рыб, которые эту способность регулярно используют, то есть совершают значительные миграционные перемещения. Те виды рыб, у которых необходимость в этой способности отпала, то есть которые не совершают дальних миграций, потеряли во многом способность ориентироваться по направлению магнитного поля Земли.

Оптимальное функционирование живого организма обеспечивается тем, что в нем имеется большое количество биологических часов, или, другими словами, тем, что организм является колебательной системой. Правильная периодичность процессов в организме имеет жизненно важное значение. Под действием внешних факторов (в том числе и космических) эта периодичность может нарушаться, точность хода биологических часов сбивается. Действительно, убедительно было доказано, что магнитное поле Земли влияет на ритмичность всех процессов в живом организме.

КОСМОС И ЭПИДЕМИИ

Связь эпидемий с космосом, а точнее, с солнечной активностью, исследовалась многими учеными. Первым в их ряду стоит А. Л. Чижевский. Вот какими данными мы обладаем сегодня.

Возникновение эпидемий и пандемий холеры показывает четкую связь с уровнем солнечной активности. Очаги холеры расположены в Юго-Восточной Азии. Для этих мест характерны скученность населения и низкие санитарно- гигиенические условия. Здесь только треть городских жителей пользуется водопроводом. Только 10 % городов здесь имеют удовлетворительное водоснабжение. Качество питьевой воды остается низким. Это поддерживает возможность возникновения эпидемических вспышек кишечных инфекций. Таким образом, сохраняются условия для интенсивной циркуляции возбудителей инфекционных болезней.

Есть и другие причины, по которым кишечные инфекции способны поддерживаться сколь угодно долго. Сточные воды современного города имеют более высокую температуру. Они отличаются иным химическим составом и кислотностью. Кроме того, широко употребляются щелочные моющие средства. В условиях повышенной температуры воды, содержащей множество белковых примесей, успешно развивается щелочеломовый холерный вибрион.

Эпидемии, которые охватывают значительную часть мира, называют пандемиями. Всемирное распространение холера получала неоднократно. Так, в 1816 г. она вышла за пределы Азии после эпидемии в Индии. Холера распространяется человеческими массами. Недаром само слово «эпидемия» означает в переводе с греческого «среди людей». Оно соответствует старому русскому выражению «полюдье». Когда разразилась холера в Индии, там действовали военные экспедиции англичан. Они и завезли болезнь в Аравию. Иранские войска испугались холеры. Они сняли блокаду Багдада и занесли болезнь в Персию. В Турцию холера проникла с турецкими войсками и беженцами. Так она проникла на Кавказ. В 1823 г. холера водными и караванными путями достигла Астрахани. Это была первая пандемия холеры. Она началась в год максимума солнечной активности (1816) и окончилась в год минимума солнечной активности (1823). В последующем холера еще пять раз распространялась столь же широко, то есть имели место ее пандемии.

На многие процессы на Земле (в ее атмосфере, гидросфере и магнитосфере) одновременно влияют и человек, и космос. Это касается, в частности, озонного слоя. Что же касается эпидемий и пандемий, то их возникновение и распространение зависит, конечно, не только от солнечной активности. Они определяются суммой социальных факторов, которые способствуют развитию инфекции. Но конкретные сроки проявления эпидемий и пандемий связаны с циклической солнечной активностью. Этот вопрос очень принципиален. А. Л. Чижевский об этом писал так: «Было бы совершенно неосновательно предполагать, что известное состояние солнцедеятельности является непосредственной причиной эпидемического распространения тех или иных болезней. Такого рода заключение было бы совершенно неверно. Это нужно разуметь в том смысле, что та или иная эпидемия благодаря ряду биологических факторов могла бы иметь место и без воздействия солнечных факторов. Но без последнего она могла бы появиться не в тот год, когда она действительно имела место, и сила ее развития была бы не та, что на самом деле. Следовательно, роль периодической деятельности Солнца надо понимать как роль регулятора эпидемий в их размещении во времени, а также, очень возможно, и в силе их проявления».

Именно в годы максимальной солнечной активности холерные пандемии резко усиливаются и охватывают огромные пространства. При низкой солнечной активности, как правило, холера не наблюдается.

Если рассматривать ход холерных пандемий за более короткие периоды, то выявится такая же зависимость от солнечной активности. А. Л. Чижевским были сопоставлены данные о смертности от холеры в Индии за период 1902–1924 гг. и показатели солнечной активности. При этом выяснилось, что не только средние кривые интенсивности холеры и солнечной активности идут параллельно, но и резкие эпизодические усиления или ослабления активности светила совпадают во времени с такими же усилениями и ослаблениями смертности от холеры. Так были установлены периоды пандемий продолжительностью в 2,65 и 5,5 года. Эти периоды составляют четверть и половину продолжительности солнечного одиннадцатилетнего цикла.

Очень сильная вспышка эпидемии холеры в Гамбурге в 1892 г. совпала с резким усилением солнечной активности в августе того же года. Болезнь поражала по 1000 человек в день. Всего в Гамбурге было зарегистрировано 17 тысяч случаев холеры, из них со смертельным исходом 8605 случаев.

Были проанализированы материалы о заболеваемости холерой в России по годам за 100 лет, начиная с первой эпидемии холеры в 1823 г. Оказалось, что наибольшее число заболеваний холерой приходилось на годы максимальной солнечной активности (годы 1831, 1848, 1871, 1892 и 1915). Периоды с минимальным количеством заболевания холерой приходятся на годы минимальной солнечной активности (это годы 1823, 1833, 1857, 1912).

А теперь рассмотрим эпидемии гриппа. А. Л. Чижевский проанализировал данные об эпидемиях гриппа за 500 лет и установил, что период эпидемий гриппа составляет в среднем 11,3 года. Он сопоставил эпидемии гриппа с солнечной активностью. Оказалось, что большинство эпидемических эпох приходится на периоды, когда солнечная активность нарастает или же уменьшается, то есть эпидемии возникают между минимумом-максимумом и максимумом-минимумом солнечной активности. Начало эпидемии гриппа, которая расположена между одним минимумом и другим (соседним), либо отстает от ближайшего максимума, либо опережает его. Конечно, влияние активности Солнца на эпидемии гриппа проявляется только в среднем. Эпидемии могут различно располагаться на кривой солнечной активности в зависимости от действия других причин. Но они появляются преимущественно именно за 2–3 года до или после максимума солнечной активности. Период между двумя волнами одной и той же эпидемии гриппа оказался равным в среднем трем годам. Длительность отдельной эпидемии гриппа в одном периоде, рассчитанная как среднее арифметическое, оказалась равной двум годам.

Пределы колебаний максимумов солнечной активности по годам были сопоставлены с пределами колебаний эпидемий гриппа. Было установлено, что эти пределы налагаются один на другой, составляя между собой большие периоды, свободные от эпидемий гриппа. Эти периоды приходятся на годы минимума солнечной активности.

Таким образом, распространение эпидемий гриппа не является произвольным, а находится в прямой связи с изменением солнечной активности.

Полученные данные позволяют делать прогнозы эпидемий гриппа. Можно предсказать, какие интервалы в 11-летнем цикле солнечной активности наиболее опасны для возникновения и развития эпидемий гриппа.

В годы минимальной солнечной активности, как показал А. Л. Чижевский, встречаются только небольшие пространственно-изолированные эпидемии гриппа, тогда как в периоды максимальной солнечной активности пандемии гриппа стихийно охватывают огромные территории и уносят наибольшее число жертв.

При анализе эпидемий гриппа 1889–1891 гг. было установлено, что максимум заболевания наступает через каждые 33 недели. На основании такой закономерности осенью 1919 г. была предсказана вспышка эпидемии гриппа в январе 1920 г. Эпидемиологи установили, что время от времени эпидемии гриппа принимают особенно жесткие формы. Такие периоды повторяются через 35 лет. С другой стороны, и в солнечной активности был найден период, весьма близкий к 35 годам (33, 37,5 года).

Подведем итоги. Период эпидемий гриппа имеет продолжительность в среднем 11,3 года и равен периоду солнечной активности. Эпидемии гриппа начинаются за 2,3 года до максимума солнечной активности или спустя 2,3 года после максимума. Длительность эпидемии гриппа (повсеместно) в каждом 11-летнем цикле в среднем равна 4 годам. Если эпидемия дает вторую волну в том же цикле солнечной активности, то она отстоит от окончания первой волны эпидемии в среднем на три года. Спустя три года после минимума солнечной активности можно ожидать первую волну эпидемии гриппа. Но он только приближает или отдаляет вспышку эпидемии.

Рассмотрим связь между возникновением и распространением чумы и солнечной активностью. Отсутствие даже в течение длительного времени заболеваний чумой среди людей в каком-либо месте еще не означает, что вирус чумы здесь отсутствует. Чума может возродиться после 10-летнего ее отсутствия, так как чумной вирус может храниться в организме животного, например, крысы. Что-то модифицирует патогенную способность чумного вируса и тем самым кладет начало эпидемии чумы или же прекращает ее победоносное шествие.

Анализируя даты эпидемии чумы за период с VI по XVII столетие, А. Л. Чижевский показал, что они совпадают с датами максимальной солнечной активности. В XVIII в. это соответствие не полное. В XIX в., за исключением одного периода, эпохи эпидемий чумы чередуются последовательно то с временным максимумом, то с минимумом солнечной активности. Почему в древних и более поздних данных имеется такое различие? Наиболее вероятно, что причина здесь в том, что более древние данные отражают только наиболее выдающиеся случаи, которые наблюдались при максимальной солнечной активности.

При максимальной солнечной активности эпидемии чумы имеют больше шансов возникнуть и широко распространиться, чем при низкой солнечной активности.

Эпидемиологи установили, что эпидемии дифтерии происходят приблизительно через 10 лет. Продолжительность каждой эпидемии равна нескольким годам со светлыми промежутками между эпидемиями в 6–7 лет. Заболеваемость дифтерией изменяется в фазе или противофазе с солнечной активностью. Часто максимумы заболеваемости отстают или упреждают максимумы солнечной активности. Кривые заболеваемости дифтерией сохраняют то же число подъемов и падений, то есть то же число максимумов и минимумов, что и кривая солнечной активности.

Эпидемическое воспаление оболочек головного и спинного мозга — цереброспинальный менингит — также зависит от солнечной активности. Его возбудителем является менингококк, хорошо изученный в лаборатории. А. Л. Чижевским установлено, что возникновение и обострение цереброспинального менингита приходится на периоды максимальной солнечной активности. Эпохи минимумов солнечной активности характеризуются ослаблением и сокращением этих эпидемий.

Анализ данных показал, что годы солнечных максимумов сопровождались эпидемиями цереброспинального менингита. На эпохи минимумов солнечной активности приходились только окончания и затухания эпидемий.

Исследовалось также и влияние атмосферного электричества на различные эпидемии. Была установлена связь между изменением атмосферного электричества и рядом физиологических процессов и нервно-психических явлений в организме человека. Максимум физиологического воздействия для всех исследованных явлений наступает спустя один день после максимума величины атмосферного электричества.

Жизнедеятельность всей микрофлоры на Земле зависит от солнечной активности. Степень предрасположенности человека к заболеваниям также находится в зависимости от солнечной активности благодаря колебаниям физико-химических реакций организма. Весь органический мир от микро- до макроорганизмов ощущает изменение в притоке энергии от Солнца.

Необходимо сказать и о зависимости от солнечной активности брюшного тифа, дизентерии и ревматизма. Выявлена зависимость между солнечной активностью и смертностью от брюшного тифа. Использование хлорированной воды позволило побороть эту зависимость. А. Л. Чижевский обратил внимание на то, что как только человек вносит искусственный фактор в борьбу с болезнью, естественное течение эпидемии в зависимости от активности Солнца немедленно нарушается.

Почти все эпидемии скарлатины в XVI–XVII вв. тоже совпали с максимальной солнечной активностью. В XVIII в. эта болезнь обширно распространялась, и поэтому резкая и отчетливая связь ее эпидемий с максимумами солнечной активности нарушилась. Тем не менее многие из вспышек скарлатины в XVIII в. достаточно хорошо совпадают с солнечными максимумами.

Семь первых исторических эпидемий бешенства (гидрофобия) приходятся на эпохи максимумов, а остальные — то на максимумы, то на минимумы. Промежуточные же годы — между максимумами и минимумами — остаются более или менее свободными от заболеваний.

Болезнь попугаев (пситтакоз) — инфекционная. Наиболее крупные эпидемии ее совпадают либо с максимумом солнечной активности, либо с эпохами минимумов.

Сопоставление данных о солнечной активности и заболеваемостью ревматизмом, также проведенное А. Л. Чижевским, показало, что скачки заболеваний видны как в максимумы, так и в минимумы солнечной активности. Но в максимумы солнечной активности эти скачки значительно больше, чем в минимумы. Такого же рода двойной период отмечен и в магнитных бурях, когда в минимумы солнечной активности видно усиление магнитной активности.

В. Н. Ягодинский исследовал реальные солнечно-эпидемиологические связи и провел тщательную статистическую обработку материалов. Делалось все для того, чтобы отсеять случайные колебания и достоверно выявить наиболее общие закономерности эпидемического процесса. Обрабатывались данные Всемирной организации здравоохранения об инфекционной заболеваемости, которые публикуются в официальных изданиях. Рассматривался период с начала текущего столетия по большинству стран мира. Математический анализ был проведен на ЭВМ, при этом из огромного наличного массива данных были выбраны наиболее достоверные и представительные ряды наблюдений. Важно то, что анализировались данные по различным странам и континентам, а это значит, что выявленные закономерности являются общими, независимо от социально-экономических, санитарно-гигиенических и других условий. Так в чистом виде было выделено влияние солнечной активности на ход эпидемического процесса.

В результате анализа данных было показано, что всем распространенным инфекционным заболеваниям присуща определенная цикличность с периодами около 3, 5, 8, 11, 14 и 18–19 лет. Это надо понимать так, что на продолжительные вековые циклы накладываются менее продолжительные. В результате получается сложная система многоритмичности эпидемического процесса. Тем не менее в общей совокупности над всеми ритмами отчетливо преобладает 10—11-летний цикл. При использовании современных статистических приемов четко выявляется зависимость эпидемического процесса от 11-летних циклов солнечной активности. Часто этот одиннадцатилетний цикл обнаруживается даже без проведения статистического анализа.

Было исследовано всего 47 продолжительных наблюдений за динамикой скарлатины в разных странах и городах. При этом 10-11-летний цикл встречался в 90 % случаев. Такие же результаты получены и при анализе распространенности других инфекций.

Цикл продолжительностью 5–6 лет, выявляемый при анализе заболеваемости различными инфекционными болезнями, является вторым по значимости после 10—11-летнего цикла. Этот цикл составляет по длительности половину 10—11-летнего (главного) цикла солнечной активности.

Возникает законный вопрос — почему проявляются циклы, отличные от 11-летнего цикла солнечной активности? Специалисты это объясняют сложностью самого 11-летнего цикла, в частности тем, что продолжительность ветвей подъема и спада 11-летних циклов в каждой паре 22-летних циклов различна. Дело в том, что каждой паре 22-летних циклов свойственна особая магнитная обстановка. Таким образом, можно заключить, что практически все циклы эпидемий подобного масштаба можно объяснить влиянием и особенностями солнечной активности. Мы рассматривали роль гравитации в Солнечной системе. Надо сказать, что выявленные в эпидемическом процессе циклы продолжительностью 18–19 лет свидетельствуют о влиянии гравитационного влияния Луны и Солнца.

В. Н. Ягодинский и его коллеги исследовали ход эпидемического процесса в особые периоды резких изменений солнечной активности. В эпидемических процессах были особо выделены «переломы» хода их динамики. Это те моменты, когда менялся знак приращений количественных показателей процесса в смежные годы. Это надо понимать следующим образом. Если число заболеваний несколько лет подряд увеличивается, то приращение будет положительным. Перелом при этом наступит в том году, когда число заболеваний будет меньше, чем в предыдущем. После этого в какой-то год образуется очередной перелом. Только при этом отрицательные приращения числа заболевших сменятся положительными. По такому принципу можно любой период доделить на отдельные участки, переход между которыми происходит путем перелома. Если это изобразить на рисунке (графике), то будет виден действительный перелом кривой заболеваемости. Подобные переломы имеют место и в кривой, изображающей ход солнечной активности от года к году. Так, анализ данных о солнечной активности с 1900 года показал, что переломы в ходе солнечной активности имели место в такие годы: 1901, 1903, 1905, 1906–1908, 1910, 1915, 1917, 1918, 1920, 1925, 1928, 1930, 1936, 1936–1940, 1942, 1946–1947, 1948, 1950, 1952, 1956, 1961, 1964, 1967, 1971 и т. д.

Сопоставление переломов в ходе кривых солнечной активности с ходом эпидемического процесса выявило очень любопытные закономерности. Оказалось, что переломы в ходе солнечной активности четко связаны с динамикой эпидемий. Так, в СССР переломы в заболеваемости корью наблюдались точно в те моменты, когда происходили переломы в ходе солнечной активности. Что же касается эпидемий гриппа, то из 44 периодов эпидемий гриппа, которые известны с 1749 года, все 42 соответствовали эпохам резких изменений активности Солнца.

Полученные результаты можно сформулировать следующим образом. По рядам наблюдений за динамикой десяти важнейших инфекционных заболеваний по данным разных стран (общая сумма этих рядов составила 4750 лет, то есть членов ряда) имеет место практически полное совпадение моментов переломов в ходе солнечной активности и переломов хода эпидемий в годы резких изменений солнечной активности и в другие годы. Вероятность нарушения такого совпадения меньше 0,01, то есть один случай из ста. На основании полученных результатов можно утверждать, что воздействие солнечной активности на эпидемический процесс является доказанным. Но при этом надо иметь в виду, что эпидемический процесс от начала до конца не является однородным. При его развитии (в динамике) происходит его дробление на ряд мелких колебаний. Поэтому и маскируется основная 11-летняя волна эпидемий. Этим и объясняется наличие указанных выше циклов, продолжительность которых меньше 11 лет. Важно, что между периодами в 3, 5, 8, 11, 14 и 18 лет обычно имеется двух- или четырехлетний промежуток. Он является кратным повторению дат резких изменений солнечной активности.

Говоря о связи эпидемического процесса с солнечной активностью, надо отметить, что эта связь сложная. Процесс распространения инфекционных заболеваний имеет разветвленные связи с другими процессами в биосфере, которые также связаны с солнечной активностью. Надо рассматривать три звена эпидемического процесса. Первое звено — это «семя», то есть резервуар возбудителя. Второе звено — «сеятель». Это передающий фактор. Третье звено — «почва». Это чувствительный организм. Другими словами, надо рассматривать такую последовательность: источник возбудителя инфекции, механизмы (пути и факторы) его передачи и затем восприимчивый коллектив людей.

Чтобы приблизиться к пониманию того, как именно солнечная активность может оказывать влияние на эпидемический процесс, надо рассмотреть ее влияние на вирусы.

Вирусы являются самой простейшей формой жизни. Нуклеиновые кислоты являются вместилищем информации о живом веществе. Кстати, само слово «вирус» в переводе с латинского означает «яд». Вирусы были открыты лаборантом Петербургского ботанического сада Д. И. Ивановским (1864–1920) при анализе специфической мозаической болезни табака. На исследования вирусов у него ушли годы, но не безрезультатно. Он установил, что вирус представляет собой живое вещество чрезвычайно малых размеров, которое способно размножаться. Вскоре стало ясным, что имеются вирусы различных заболеваний животных и человека. Они являются самыми многочисленными среди всех представителей микромира.

Вирусы являются древнейшей формой жизни на земле. Они меньше одноклеточных организмов, но крупнее неживых химических молекул. Однако не всегда. Иногда их размеры выходят за пределы указанного диапазона как в ту, так и в другую сторону. Например, наиболее крупные вирусы оспы больше некоторых бактерий. В то же время вирус ящура меньше сложных белковых молекул.

О том, что вирусы живые, свидетельствует их способность к воспроизведению. Они являются внутриклеточными паразитами. Любопытно, что вирусы обладают и некоторыми свойствами неживого вещества. Так, можно получить кристаллические формы вирусов. При этом они не теряют своей инфекционности, которая проявляется тут же, как только такие кристаллические формы вновь оказываются в обычных физико-химических условиях, то есть в обычном состоянии.

Живое вещество состоит из клеток. Вирусы же, являясь также живым веществом, находятся на доклеточном уровне. Они как будто открепились от ядра клетки и стали существовать (жить) самостоятельно. Поэтому вирусы еще называют «одичавшими» хромосомами.

Специалисты считают, что большинство вирусов пошло от ископаемых примитивных существ — протобионтов. Некоторые белковые частицы приспособились к паразитизму в протобионтах. Так они оказались на границе между животными и растениями и, более того, на границе между живым и неживым. Полагают, что эти прародители вирусов уже тогда выработали специальные рецепторы и другие приспособления, которые позволяют им улавливать изменения во внешней среде и успешно приспосабливаться к этим изменениям.

Свойства вирусов можно увидеть на примере бактериофагов (по латыни — «пожиратели бактерий»). Когда фаги (пожиратели) проникают в бактерию, они размножаются и растворяют (лизируют) саму клетку. Это можно наблюдать невооруженным глазом. Исследования фагов под электронным микроскопом позволили установить их свойства. Было установлено, что фаг покрыт белковой оболочкой и имеет головку и хвостиковый отросток. Под этой оболочкой содержится нуклеиновая кислота, которая является основой своеобразия размножения, а также сохранения наследственных свойств вируса. Различают рибонуклеиновую (РНК) и дезоксирибонуклеиновую (ДНК) кислоты. Они различаются углеводным основанием, а также набором органических оснований. Так, в РНК входит урацил (которого нет в ДНК), а в ДНК входит тиамин.

Общеизвестна пространственная модель ДНК — двойная спираль, то есть две закрученные в виде спирали нити, построенной из большого количества нуклеотидов. РНК имеет вид одинарно закрученной полионуклеотидной спирали, которая способна вбирать в себя небольшие участки двойной спирали.

Главной особенностью ДНК является их способность к самовоспроизведению и сохранению генетической информации. Энергия для присоединения других подобных оснований освобождается при разрушении водородных связей между основаниями двух закрученных нитей. При разделении нитей ДНК на две части каждая из них образует новый целостный экземпляр — точно такой же, каким был исходный, первоначальный экземпляр.

Фаги действуют на клетки следующим образом. Мы уже говорили, что они покрыты надежной белковой оболочкой и имеют специальное приспособление (что-то вроде шприца), которое позволяет впрыскивать ДНК в тело бактерий. Уже через несколько минут после того, как ДНК попадают внутрь бактерии, начинается размножение фаговых частиц. Вследствие этого клетка разрушается. Но реализуется и другой вариант, при котором клетка продолжает жить, несмотря на то, что внутри нее имеется вирус. Клетка при этом заражена открытой, латентной инфекцией.

Здесь мы подошли к главному вопросу — об источнике эпидемий. Этот источник (фаг) может годами сохраняться в популяции бактерий, ничем не выдавая себя. Но вдруг, при определенных условиях все меняется, все оживает. Вирусы начинают свою активную деятельность. Что может призвать вирусы стать активными? Стимулировать их могут физические и химические факты: температура, ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, антибиотики, аскорбиновая кислота и др.

Среди других факторов оказалось и атмосферное электричество. Было подтверждено наблюдателями, что размножение фагов ускоряется в момент прохождения грозы. Оно ускоряется и во время возмущения магнитного поля Земли. Стимулирующе в смысле размножения действует на фаг и радиоизлучение на частоте 200 мГц. Когда сравнили скорость размножения фагов с солнечной активностью, то установили очень тесную связь между ними. Было установлено, что среди природных факторов, которые индуцируют изменения в микромире, факторы космической среды выступают на первое место. Их воздействие может иметь мутагенный характер.

Под действием космических факторов бактерии могут приобретать совершенно новые качества. При этом у них может возникать лекарственная устойчивость, усиливаться размножение, токсигенность, а также ряд других изменений. Но различные организмы по-разному реагируют на действие этих факторов.

Нуклеиновые кислоты реагируют на определенные космические излучения так, что вызывают принципиальные изменения, затрагивающие даже нуклеиновый обмен. В качестве примера укажем на факт связи эпидемий детского паралича с атмосферным электричеством. Специалисты установили, что эпидемии детского паралича возникают в результате «эндогенной мутации» вируса под действием факторов, связанных с солнечной активностью.

Действие космических факторов на микроорганизмы было доказано и в прямых опытах. В одних из таких опытов исследовались бактерии дифтерии. Их токсигенность связана с поражением их фагом. Ежедневные наблюдения микробиолога С. Т. Вельховера в продолжение девяти лет показали, что резкие изменения их свойств очень часто встречались при максимальной солнечной активности (36 раз в год). При минимальной солнечной активности такие резкие изменения встречались только 5–7 раз в год. Когда исследователь закрывал культуру дифтерии свинцовым экраном, который препятствовал проникновению космических факторов, то резкие изменения свойств культуры менялись только раз за весь период наблюдений (один раз в сезон, когда интенсивность действующих факторов была максимальной).

Исследователь П. М. Нагорский проводил опыты с культурой дизентерии, которая находилась под свинцовым экраном и при отсутствии экрана. Он установил существенные различия в токсигенности культуры в том и другом случае. Это свидетельствовало о действии на культуру космических факторов.

Б. М. Владимирский исследовал бактерии кишечной группы — дифтерии, антракоида (это аналог сибирской язвы), а также стафилококков. На культуру воздействовали электромагнитным полем определенной частоты. При этом многие свойства бактерий (интенсивность размножения, биохимические сдвиги и др.) под действием излучения менялись существенно.

В других опытах на бактериальную культуру действовали таким возмущенным (меняющимся) магнитным полем, которое имеет место во время магнитных бурь. При этом было показано, что вирулентность бактерий достоверно усиливается. Агрессивность бактерий мышиного тифа, например, усиливалась в 3 раза. В других опытах было показано, что штаммы стафилококка под действием магнитного поля в 300 раз увеличивали свою устойчивость.

Что такое токсичность микробов в реальной жизни? Это или жизнь или смерть. Например, смертность при столбняке во многом зависит от токсичности микроба, а последняя зависит от возмущенности магнитного поля Земли, а значит, и от солнечной активности. По этой же причине периоды повышенной смертности от дифтерии в Ленинграде в прошлом наблюдались при максимальной солнечной активности.

Надо отметить, что, как и солнечная активность, инфекционные заболевания характеризуются изменениями от сезона к сезону. Установлено, что в нашей стране все подъемы заболеваемости гриппом начинались в канун Нового года и продолжались по март. Максимумы кишечных инфекций приходятся на конец лета — начало осени. Сезонные изменения в инфекционных заболеваниях очень велики. Они по большинству инфекции достигают 50 %. Если инфекции передаются кровососущими членистоногими, то в эпидемический сезон регистрируется 100 % годового числа заболеваний. Сезонные подъемы в каждом году складываются с учетом их высоты и продолжительности — и так образуется многолетняя цикличность.

Как же космические факторы, которые связаны с активностью Солнца, оказывают влияние на эпидемический процесс? Во-первых, из Солнца исходит электромагнитное излучение (это, кроме видимого света, радиоволны, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения), которое очень быстро достигает Земли. Часть этого излучения достигает ее поверхности, а остальная часть застревает в атмосфере, поглощаясь ею. То излучение, которое проникает в биосферу Земли, непосредственно влияет не только на организм человека, но и на растительный и животный мир. Естественно, оно оказывает влияние и на микроорганизмы.

Но из Солнца исходит не только электромагнитное излучение с разными длинами волн. Как мы уже говорили, от него исходят и заряженные частицы. Это и легкие частицы (электроны), и тяжелые частицы — ядра химических элементов или ионизированные атомы, то есть ионы. Если путь электромагнитного излучения от Солнца к Земле распространяется по прямой линии, т. е. по лучу со скоростью света, то путь заряженных частиц от Солнца к Земле очень непростой. Как мы видели, преградой их движению служит магнитное поле Земли, которое большую часть этих солнечных заряженных частиц отталкивает, не пропускает в околоземное пространство. Благодаря этой защите от солнечной и вообще космической корпускулярной (корпускула значит частица) радиации у Земли есть атмосфера, биосфера и имеются условия, необходимые для жизни человека. Если бы у Земли не было магнитной защиты, то она превратилась бы в большую Луну, без атмосферы и без жизни.

В первой части книги мы рассказали о том, как солнечные заряженные частицы (солнечный ветер) деформируют магнитосферу Земли, вызывая тем самым изменение ее магнитного поля. Эти изменения называют магнитными бурями, магнитными возмущениями, пертурбациями. Колебания магнитного поля Земли, которые вызваны действием солнечных заряженных частиц, действуют на организм человека, на животных, на растения. Заряженные частицы, которые все же попадают в атмосферу Земли, меняют ее циркуляцию, то есть изменяют погоду. При этом меняется атмосферное электричество. Как атмосферное электричество, так и погода оказывает влияние на все живое, в том числе и на человека. Выше мы говорили о влиянии атмосферного электричества на культуры различных бактерий.

Таким образом, путей воздействия космических факторов на здоровье человека много. Но они все связаны в один жгут, представляют собой единое целое. Это просто разные каналы, соединяющие море солнечной энергии с биосферой Земли. Одни из этих каналов прямые, удобные, и по ним энергия движется быстро и беспрепятственно. Другие — очень запутанные, замысловатые и окольные. Но по ним энергия от Солнца также поступает к Земле, к ее атмосфере, И оказывает воздействие или на атмосферу, или непосредственно на биосферу. Специалисты широко используют термин «солнечно-земные связи». Собственно, это и есть описанная выше очень непростая система каналов, по которым энергия поступает от Солнца к Земле, неоднократно преобразуясь при этом и вызывая сложный комплекс процессов в околоземном пространстве и на Земле.

Можно назвать воздействие электромагнитного излучения Солнца и высокоэнергичных заряженных частиц, которые достигают поверхности Земли, прямым. Как излучение, так и частицы в своем пути от Солнца к Земле меняются мало и непосредственно (прямо) воздействуют на живые организмы, в том числе на организм человека. Воздействие заряженных частиц, которые имеют меньшие энергии и не могут в неизменном виде достичь поверхности Земли, является косвенным, опосредствованным. Например, они вызывают возмущение магнитного поля Земли, которое в свою очередь воздействует на биосферу и человека. Или они вызывают изменение атмосферного электричества и погоды, что опять же сказывается на состоянии биосферы и на здоровье человека. Правда, те частицы, которые вызывают магнитные бури, и те частицы, которые вызывают изменение погоды и атмосферного электричества, имеют различные энергии. Собственно энергия заряженной частицы определяет ее судьбу в ее путешествии от Солнца к Земле. А так как караван частиц, направляющийся от Солнца к Земле, состоит из частиц самых разных энергий (от самых маленьких до самых больших), то и эффекты от хода этого каравана будут самые разнообразные. Одни частицы (с самыми большими энергиями) беспрепятственно пронизывают как магнитосферу, так и атмосферу Земли и застревают только в земных недрах. Другие частицы (у которых энергии мало) проходят мимо магнитосферы Земли, не имея возможности даже приблизиться к ней. Частицы с промежуточными, средними энергиями проникают в магнитосферу Земли, взаимодействуют с атмосферным газом, вызывая там целый ряд превращений атомов и молекул газа. Но на все это расходуется их энергия, и поверхности Земли достичь они не в состоянии. До нее доходят лишь отзвуки тех процессов, которые они вызвали в атмосфере. В результате меняется состояние биосферы, состояние здоровья людей. Такие пути действия на здоровье людей и вообще на живые организмы называют косвенными, опосредствованными. Если мы хотим уберечь свое здоровье от неблагоприятного действия этих факторов, мы должны понять пути этого действия (как прямые, так и косвенные). Только так можно разработать различные эффективные меры защиты здоровья от действия космических факторов.

Опосредствованные пути действия космических факторов на эпидемический процесс хорошо просматриваются на примере такого инфекционного заболевания как малярия, и количество больных малярией изменяется от года к году волнообразно. Объясняется это изменением количества осадков в разные годы. От количества осадков зависят площади выплода комаров. Больше осадков — больше комаров. В то же время в жаркие сезоны развитие паразитов в организме ускоряется. Оказывают влияние и другие факторы природного характера. Максимумы солнечной активности не строго совпадают с максимумами заболеваемости малярией. Дело в том, что требуется определенное время на то, чтобы солнечная энергия (ее увеличение) отразилась на динамике осадков и температуры, а значит и на размножении переносчиков и паразитов в наиболее подверженных малярии районах.

Распространение кишечных инфекций также зависит от режима температуры. Ход событий при этом можно иллюстрировать таким фактом. Во время мощного циклона в одном из округов Индии утонуло 74 тыс. человек. Но за этим несчастьем тут же последовало новое — пришла холера, от которой погибло еще 74 тыс. человек. А холера пришла потому, что наводнением были разрушены жилища, источники водоснабжения. В результате инфекция распространилась беспрепятственно среди населения. О подобных бедствиях сообщалось неоднократно.

В восточных штатах Индии в октябре 1973 г. произошло наводнение. Только в одном из округов пострадало около одного миллиона человек. Урожай почти полностью погиб, и было разрушено 80000 домов. Последствия этих событий были также трагическими, поскольку они стали причиной эпидемий.

Собственно развитие кишечных инфекций зависит от природных факторов не только в тропических широтах. Эта зависимость прослеживается и в умеренных широтах, но она менее выражена. При кишечных инфекциях играет определенную роль перенос возбудителей мухами. Численность мух зависит от температуры и осадков. Погодные условия имеют определенное значение и при респираторных инфекциях. В этом случае охлаждение служит провоцирующим фактором. Но имеется и еще один очень важный фактор — человеческая слюна, поскольку заражение кишечными и капельными инфекциями происходит через ротовую полость и носоглотку. От состояния носоглотки и ротовой полости во многом зависит судьба возбудителя инфекции. Он может погибнуть уже на первом этапе своего пути, при первом же соприкосновении со слюной человека. Таково свойство слюны. Она растворяет микроорганизмы очень быстро. Далее сообщаем сенсационную новость: способность слюны растворять микроорганизмы зависит от солнечной активности.

Вот так! Надо ли приводить более убедительные доводы влияния солнечной активности, космических факторов на состояние здоровья человека. Исследователи изучали свойства слюны в зависимости от солнечной активности в продолжение целого 11-летнего цикла. Оказалось, что при минимальной солнечной активности (в 1964 г.) слюна даже после сильного разбавления полностью растворяла миллионные колонии микробов. При повышении солнечной активности до максимальной величины (1968) бактериологическая способность слюны резко снизилась.

После этой информации нас не должно удивлять то, что от уровня солнечной активности зависит и кислотность, а также бактерицидность желудочного сока. Что это значит — ясно: желудочный сок является вторым барьером на пути кишечных бактерий. Достоверно установлено, что чем больше солнечная активность, а значит и возмущенность магнитного поля Земли, тем ниже кислотность желудочного сока, тем меньше человек защищен от действия кишечных бактерий. Ведь при уменьшении концентрации соляной кислоты патогенным микробам легче проникнуть в нижележащий отрезок желудочно-кишечного тракта. Надо иметь в виду, что некоторые микробы (например, возбудители холеры) очень чувствительны к кислотности среды. Поэтому при ее изменении в желудке в сторону уменьшения создаются благоприятные условия для внедрения вибриона холеры в организм человека.

С солнечной активностью связаны и бактерицидные свойства крови. Эти свойства зависят и от сезона. При максимальной солнечной активности способность сыворотки крови растворять микроорганизмы примерно на одну треть меньше, чем при минимальной солнечной активности. И вообще, иммунная система организма (ее эффективность) также зависит от солнечной активности. Это подтверждается и лабораторными исследованиями: когда фагоциты, которые отвечают за чистоту наших органов и тканей, длительное время содержали в магнитном поле, они переставали захватывать и переваривать проникших микробов с прежней эффективностью, пока на них не действовало магнитное поле.

Было также установлено, что под действием электромагнитного поля замедляется выработка антител к микробам и вирусам. Это особенно четко проявляется в ранней стадии образования антител. Поэтому неудивительно, что в одни периоды течение инфекции носит более злокачественный характер, чем в другие.

Смертность от коклюша изменяется так же, как меняется магнитная активность. Из сказанного выше ясно, что именно так и должно быть. При максимальной солнечной активности организм человека хуже защищен от действия инфекционных бактерий, чем при низкой солнечной, а значит, и магнитной активности. При этом не надо сбрасывать со счетов и тот факт, что в зависимости от солнечной активности изменяется и биологическая активность возбудителей инфекционных болезней. Более того, установлено, что меняется не только поведение и свойства возбудителей. В определенные периоды, характеризующиеся разной солнечной активностью, действуют неодинаковые по своей агрессивности варианты возбудителей. Это подтверждается такими достоверно установленными фактами. Бактерии дизентерии Флекснера уничтожают зародыши куриного эмбриона в четыре раза чаще летом, чем весной или осенью. В то же время возбудитель дизентерии Зонне очень активен не только летом, но и осенью. Это же прослеживается и на примере эпидемий гриппа.

Большие гриппозные вспышки обычно развиваются именно зимой. Они связаны не с зимним холодом, а с изменениями вируса гриппа, которые зависят от сезона. Первый вирус гриппа был выделен в 1933 г. Наблюдения за вирусом показали, что его резкие изменения наблюдались при максимальной и при минимальной солнечной активности. Именно в эти периоды резко увеличивается и качественно меняется биоэффективный поток солнечного излучения.

Конечно, изменчивость вируса происходит под действием и других природных факторов. Важную роль при этом играет иммунная система организма. Изменения вируса происходят непрерывно, постепенно. Но в разные периоды скорость этих изменений различна. При высокой солнечной, а значит и магнитной активности, возрастает вариабельность (изменчивость) признаков вируса. Когда же эти изменения затрагивают те структуры вируса, которые ответственны за его способность вызывать эпидемии, то в это время и происходит подъем эпидемического процесса, вспышка эпидемий. Изменяясь, вирус может заменять одну антигенную оболочку на другую, преодолевая таким путем тот иммунитет, который был приобретен вследствие циркуляции его предшественников. Вирус меняет свое лицо, обличие с тем, чтобы его нападение было внезапным, необычным, каким еще не было до сих пор. Для него важно как можно эффективнее поразить организм человека. Но это только один из приемов, применяемых вирусом. Имеются и другие. Вирус может, не меняя своей оболочки, своего лица, изменять другие свои свойства с тем, чтобы повысить свою агрессивность.

Ученые много раз пытались предсказывать те изменения, которые вирус гриппа претерпевает в продолжение солнечного цикла (длительностью в 11 лет). Специалисты пытаются понять, кто задает программу вирусу. Возможно, вирус просто подчиняется взмахам палочки единого дирижера — солнечной активности, дирижера, который является единым для всего живого и неживого в окружающем нас мире. Эти изменения свойств вируса гриппа действительно потрясают. Так, в 1947 г. при максимальной солнечной активности появился новый вариант вируса гриппа А-1. Через 10 лет, во время очередного максимума солнечной активности (этот максимум был очень большим), этот вариант вируса сменился совершенно оригинальным вирусом азиатского гриппа А-2. Этот вирус вызвал целую серию пандемий гриппа. Прошло еще 11 лет, и наступил новый максимум солнечной активности (1968 год). В середине этого года в Юго-Восточной Азии началась циркуляция вируса «Гонконг».

Это генеральные изменения вируса. Но одновременно происходят и другие, менее коренные, менее судьбоносные, но очень важные, поскольку они также существенно влияют на вспышки эпидемий и на весь эпидемический процесс. Эти изменения дают вспышки эпидемий при минимальной солнечной активности.

Начиная с 1957 г. при каждой пандемии грипп за 3–4 месяца поражает до миллиарда людей. За гриппозной вспышкой следует вспышка сердечно-сосудистых заболеваний. Специалисты оценили, что длительность жизни переживших эти вспышки больных сокращается каждой вспышкой на 3 месяца. Из-за осложнений после гриппа преждевременно умирают миллионы людей. Точно так же надо говорить и о других заболеваниях — астме, нефритах и других. Эти тяжелые заболевания сопровождаются осложнениями после перенесенного гриппа, которые часто кончаются смертью.